RU2421550C2 - Способ производства контактных полос для электролизеров - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области производства электролизного мембранного оборудования, а именно к способу производства контактных полос, в частности, для электролизеров (мембранных ячеек). Техническим результатом изобретения является создание недорогого, но чрезвычайно эффективного способа производства контактных полос, обеспечивающих работу электролизера при высоком электрическом кпд. Способ производства контактных полос включает выполнение соединения медной полосы с титановой полосой прокаткой с обеспечением продольной канавки путем удаления центральной части упомянутой контактной полосы с образованием двух контактных ребер. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу производства контактных полос, в частности для электролизеров (мембранных электролизных ячеек).

Такие электролизные ячейки описаны, например, в документе заявителя WO 98/15675 А1. Контактные полосы главным образом нужны для установления электрического контакта между соседними электролизерами. Существуют различные способы производства таких контактных полос и их прикрепления к стенкам ячеек.

В документе заявителя WO 01/85388 А1 также описано производство таких контактных полос. В этом случае для сварки контактных полос из материала с хорошей электропроводностью с полосами титанового листа используется технология лазерной сварки под давлением.

В случае когда полосы листа соединяют с деталями из разнородных материалов, известной практикой является использование методов сварки взрывом. В этом методе используется материал, который соединяют с основным материалом-носителем с высокой скоростью при помощи воспламенения взрывчатого материала, так что между этими двумя материалами получают соединения с металлической решеткой. Однако такая технология является сравнительно сложной и дорогой.

Цель изобретения состоит в том, чтобы предложить дешевый, но и чрезвычайно эффективный способ, позволяющий производить такие контактные полосы при высоком электрическом кпд.

Цель изобретения достигается путем реализации способа описанного выше типа и при этом прикрепления медной полосы к титановой полосе с использованием метода соединения прокаткой.

Неожиданно было обнаружено, что прикрепление титановой полосы, с одной стороны, к медной полосе, с другой стороны, способом, предлагаемым этим изобретением, было легко осуществимо, при этом высокое давление, оказываемое валками на контактные поверхности металла, вызывает разрушение или удаление каких-либо оксидных слоев и улучшает электропроводность.

Варианты осуществления данного изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения, причем преимущество, достигаемое в этом случае, состоит в холодном формовании с обжатием от 60 до 80% на первой стадии процесса соединения прокаткой.

Еще одним вариантом осуществления способа в соответствии с изобретением предусматривается использование в процессе соединения прокаткой необработанной титановой полосы в сочетании с очищенной медной (Cu) полосой, в частности очищенной SeCu полосой. Для этой цели пригодна типичная полоса-полуфабрикат из титана, такая как “TIKRUTAN®”, производимая Messrs. Krupp.

Еще один вариант осуществления изобретения может быть реализован таким образом, что титановую полосу и/или медную полосу очищают щеткой со стороны соединения перед подачей их в стан. Усовершенствованный вариант осуществления изобретения предусматривает очистку соответствующей полосы щеткой в продольном направлении относительно операции прокатки.

Изобретение также предусматривает давление прокатки при выполнении процесса соединения прокаткой в 780 т на 200 мм ширины при ху мм длины.

Также было обнаружено, что медная полоса может действовать в качестве промежуточного слоя между никелем и титаном, так что в соответствии с изобретением могут быть получены трехметаллические полосы, в которых никелевая полоса прикреплена к медной полосе упомянутым методом соединения прокаткой, который также позволяет осуществить одновременное соединение трех полос.

Дополнительные признаки, особенности и преимущества изобретения описаны ниже и поясняются нижеследующими чертежами:

на фиг.1 и 2 показан упрощенный вид в поперечном разрезе контактных полос, произведенных в соответствии с изобретением.

В случае фиг.1 контактная полоса 1 состоит из титановой полосы 2 и медной полосы 3, которая прикреплена к титановой полосе 2 методом соединения прокаткой.

Чтобы сформировать два контактных ребра 3а и 3b, можно удалить, например, путем обработки резанием центральную часть, в частности, медной полосы таким образом, чтобы образовалась продольная канавка 4.

Фиг.2 иллюстрирует возможность снабжения контактной полосы 1а медной полосой 3 в качестве промежуточного слоя между титановой полосой 2 и никелевой полосой 5, причем последняя дополнительно присоединена к упомянутой структуре. В этом случае также обеспечивается центральная продольная канавка 4а.

Далее более подробно описано производство типичной контактной полосы:

Материал: титановая полоса TIKRUTAN RT 12, с размерами 200×3,5 мм, очищенная медная полоса SeCu, с размерами 200×2,88 мм, предварительно прокатанная с обжатием 40%. Итоговая толщина листа со стороны подачи в стан 6,38 мм; титановый и медный материалы очищают щеткой со стороны соединения в продольном направлении относительно операции прокатки перед подачей их в стан.

Параметры стана: скорость продвижения 3 м/мин, давление прокатки приблизительно 780 т.

Была получена соединенная плакированием прокаткой структура толщиной 2,05 мм с обжатием при холодном формовании, составляющим приблизительно 68%. Предусмотренная толщина биметалла в 1,60 мм может быть получена за один проход чистовой прокатки. Последующая резка на полосы шириной 7,0 мм и испытание на изгиб не привели к расслоению соединенных прокаткой полос с композитной металлической структурой.

Испытание на скручивание (коэффициент скручивания туда и обратно 1:8, коэффициент скручивания в одном направлении 2:8) не привело к какому-либо заметному расслоению компонентов.

Claims (15)

1. Способ производства контактных полос для мембранных электролизеров, включающий прикрепление медной полосы к титановой полосе соединением прокаткой и обеспечение продольной канавки удалением центральной части упомянутой контактной полосы с образованием двух контактных ребер.

2. Способ по п.1, в котором на первой стадии упомянутого процесса соединения прокаткой осуществляют холодное формование с обжатием от 60 до 80%.

3. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутая титановая полоса является необработанной титановой полосой, а упомянутая медная полоса является очищенной медной полосой.

4. Способ по п.1, в котором перед упомянутым соединением прокаткой упомянутую титановую полосу и/или упомянутую медную полосу подвергают очистке щеткой со стороны соединения.

5. Способ по п.4, в котором упомянутую очистку щеткой проводят в продольном направлении относительно операции прокатки.

6. Способ по п.1, в котором упомянутое соединение прокаткой осуществляют путем приложения давления прокатки 780 т на 200 мм ширины при хy мм длины.

7. Способ по п.1, в котором с упомянутой медной полосой в качестве промежуточного слоя соединяют прокаткой никелевую полосу.

8. Способ установления электрического контакта между частями мембранных электролизеров, включающий этап получения контактной полосы прикреплением медной полосы к титановой полосе с помощью процесса соединения прокаткой и установления упомянутого электрического контакта через упомянутую контактную полосу.

9. Способ по п.8, в котором на первой стадии упомянутого процесса соединения прокаткой осуществляют холодное формование с обжатием от 60 до 80%.

10. Способ по п.8 или 9, в котором упомянутая титановая полоса является необработанной титановой полосой, а упомянутая медная полоса является очищенной медной полосой.

11. Способ по п.8, в котором перед упомянутым соединением прокаткой упомянутую титановую полосу и/или упомянутую медную полосу подвергают очистке щеткой со стороны соединения.

12. Способ по п.11, в котором упомянутую очистку щеткой проводят в продольном направлении относительно операции прокатки.

13. Способ по п.8, в котором упомянутое соединение прокаткой осуществляют путем приложения давления прокатки 780 т на 200 мм ширины при хy мм длины.

14. Способ по п.8, в котором с упомянутой медной полосой в качестве промежуточного слоя соединяют прокаткой никелевую полосу.

15. Способ по п.8, в котором обеспечивают продольную канавку удалением центральной части упомянутой контактной полосы с образованием двух контактных ребер.