Способ производства контактных полос для электролизеров

Способ производства контактных полос для электролизеров

Реферат

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.

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.