Đề tài Nghiên cứu cải tiến công nghệ sản xuất ắc quy tích điện khô nhằm nâng cao chất l-Ợng sản phẩm và tiết kiệm nguyên vật liệu

Bộ công th−ơng Tổng công ty hoá chất việt nam Công ty cổ phần ắc quy tia sáng báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học Đề tài: “ Nghiên cứu cải tiến công nghệ sản xuất ắc quy tích điện khô nhằm nâng cao chất l−ợng sản phẩm và tiết kiệm nguyên vật liệu” Chủ nhiệm đề tài: KS. Hoà Quang Nam Thành viên tham gia: KS. Phạm Hoàng Kim, KS. Trần Huy Thắng ThS. Tô Văn Thành, KS. Nguyễn Xuân Long KS. Nguyễn Thị Nga, KS. Bùi Thọ Hùng Đơn vị thực hiện: Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng Địa chỉ: Đại lộ Tôn Đức Thắng, Thành phố Hải phòng Thời gian thực hiện: Bắt đầu tháng 1 năm 2007 Kết thúc tháng 12 năm 2007 6816 24/4/2008 hải phòng 2007 1 1. Mục lục Stt Danh mục Trang 1 Mục lục …………………………………………………….... 1 2 Tổng quan ………………………………………………....... 2 2.1. Cơ sở pháp lý/ xuất xứ của đề tài …………………………..... 2 2.2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài …………..... 2 2.2.1. Tính cấp thiết của đề tài…………………………………….... 2 2.2.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm …………………..... 2 2.3. Phạm vi và nội dung nghiên cứu .............................................. 3 2.3.1. Phạm vi nghiên cứu và áp dụng của đề tài................................ 3 2.3.2. Nội dung nghiên cứu bao gồm.................................................. 3 2.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài n−ớc............... 4 3. Thực nghiệm............................................................................ 7 3.1. Ph−ơng pháp tiến hành nghiên cứu............................................ 7 3.1.1. Nguyên tắc chung...................................................................... 7 3.1.2. Mô tả tóm tắt ph−ơng pháp........................................................ 7 3.2. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu sử dụng cho nghiên cứu ..... 8 3.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận............................................... 10 3.3.1. Cách tiến hành........................................................................... 11 3.3.2. Kết quả nghiên cứu …………………………………............... 11 3.3.2.1. Kết quả nghiên cứu ph−ơng pháp trộn cao................................ 11 3.3.2.2. Kết quả nghiên cứu chế độ ủ sấy lá cực sau trát cao…………. 13 3.3.2.3. Kết quả nghiên cứu ảnh h−ởng của chế độ hoá thành………... 14 3.3.2.4. Kết quả kiểm tra trọng l−ợng lá cực………………………….. 17 3.3.3. Kết quả kiểm tra chất l−ợng ắc quy .......................................... 18 3.3.3.1. Kết quả thí nghiệm với ắc quy xe máy……….......................... 18 3.3.3.2. Kết quả thí nghiệm với ắc quy ô tô………................................ 19 3.3.3.3. Kết quả thí nghiệm với ắc quy kín khí...................................... 19 3.4 Kết quả áp dụng sản xuất đại trà............................................... 20 3.5. Hiệu quả về mặt kinh tế............................................................ 20 3.5.1. Hiệu quả tiết kiệm điện năng và n−ớc...................................... 20 3.5.2. Hiệu quả tiết kiệm NVL............................................................ 21 3.5.3. Hiệu quả sử dụng thiết bị.......................................................... 21 4 Kết luận ……………………………………………………... 22 5 Tài liệu tham khảo ………………………………………….. 23 6 Phụ lục ………………………………………………………. 24 2 2. Tổng quan 2.1. Cơ sở pháp lý/ xuất xứ của đề tài: - Căn cứ Quyết định số 3474/QĐ-BCN ngày 05/12/2006 của Bộ tr−ởng Bộ Công nghiệp về việc giao kế hoạch Khoa học và công nghệ năm 2007 cho các đơn vị của Bộ. - Căn cứ Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số: 13.07 RD/HĐ-KHCN ngày 24/01/2007 giữa Bộ Công nghiệp và Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng. 2.2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài. 2.2.1. Tính cấp thiết của đề tài. Sản xuất ắc quy chì-axit bao gồm nhiều quá trình công nghệ và thiết bị khác nhau có thể cho ra các loại sản phẩm ắc quy và chất l−ợng khác nhau. Các nhà sản xuất và nghiên cứu ắc quy trên thế giới không ngừng quan tâm nghiên cứu cải tiến công nghệ và thiết bị để cho ra các sản phẩm ắc quy ngày càng tốt hơn, rẻ hơn, đa dạng hơn, năng suất cao hơn. Tuy vậy các kết quả nghiên cứu này vì nhiều lý do th−ờng không đ−ợc công bố hoặc công bố một cách không đầy đủ nên việc tham khảo là khó khăn Vì tầm quan trọng của việc cải tiến công nghệ đối với chất l−ợng ắc quy cũng nh− việc tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm nên những năm qua các Công ty ắc quy thuộc Tổng Công ty Hoá chất Việt nam nh− Công ty Cổ phần Pin-ắc quy Miền nam (PINACO) và Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng (TIBACO) đã tiến hành nhập ngoại nhiều thiết bị tiên tiến và tiến hành nghiên cứu cải tiến công nghệ để khai thác các −u điểm của hệ thống máy nhập này. Với Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng: năm 2006 đã nhập một loạt thiết bị tiên tiến mới bao gồm: Hệ thống máy nghiền bột chì của Italia, Hệ thống máy trộn trát cao và đúc s−ờn cực của Mỹ, Hệ thống máy ủ sấy tự động liên doanh Trung quốc-Italia .v.v.. Nên việc nghiên cứu cải tiến công nghệ ngoài ý nghĩa chính là nâng cao chất l−ợng sản phẩm ắc quy còn có ý nghĩa rất lớn là khai thác những −u điểm của hệ thống thiết bị mới này mà không phải nhập công nghệ từ n−ớc ngoài, tiết kiệm điện năng, nguyên vật liệu và tăng năng lực sản xuất, hạ giá thành sản phẩm. 2.2.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài : Trên cơ sở các thiết bị mới nhập và đã có, chúng tôi tiến hành nghiên cứu cải tiến công nghệ sản xuất ắc quy tích điện khô của Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng nhằm: + Nâng cao chất l−ợng sản phẩm ắc quy v−ợt ≥ 5% tiêu chuẩn Việt nam 3 TCVN4472-1993 ở một số chỉ tiêu chính nh− khởi động, dung l−ợng chế độ phóng điện 20giờ, tuổi thọ, tự phóng. + Giảm ≥ 10% nguyên vật liệu cho mỗi đơn vị sản phẩm. + Tăng năng lực sản xuất-tiêu thụ của Công ty từ 175.000KWh/năm 2006 lên 250.000KWh/năm 2007 Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Nghiên cứu thay đổi công thức trộn cao chì với máy trộn cao Mỹ - Nghiên cứu thay đổi công nghệ ủ-sấy lá cực với máy ủ sấy tự động - Nghiên cứu thay đổi chế độ hoá thành nhằm nâng cao năng lực thiết bị 2.3. phạm vi và nội dung nghiên cứu: 2.3.1. Phạm vi nghiên cứu và áp dụng của đề tài: Đề tài đ−ợc nghiên cứu và triển khai áp dụng tại Phân x−ởng lá cực của Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng. Phân x−ởng lá cực trong dây chuyền sản xuất của Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng có nhiệm vụ sản xuất lá cực ắc quy để cung cấp cho Phân x−ởng lắp ráp ắc quy của Công ty, gồm 2 X−ởng chính: + X−ởng 1: có nhiệm vụ chế tạo lá cực sống, diện tích x−ởng S1 = 72m x 18m = 1296m2, trong x−ởng lắp đặt Hệ thống máy nghiền bột chì Italia, Hệ thống máy trộn-trát cao USA, 2 Hệ thống máy ủ-sấy tự động liên doanh Trung quốc- Italia, 6 máy đúc s−ờn cực USA, Hàn quốc và Đài loan. + X−ởng 2: có nhiệm vụ hoá thành lá cực sống thành lá cực chín, rửa sạch axit lá cực sau hoá thành, sấy khô và cắt thành lá cực đơn, diện tích x−ởng S2 = 72m x 18m =1296 m 2, trong x−ởng lắp đặt 13 dẫy thùng hoá thành bằng cao su cứng Ebonit (mỗi dẫy có 52 thùng chứa dung dịch axit Sulfuric loãng để điện phân hoá thành lá cực) cùng hệ thống máy nạp điện hoá thành đảo chiều kỹ thuật số tự động Hàn quốc/Trung quốc và hệ thống thiết bị rửa, sấy lá cực sau hoá thành Đài loan. 2.3.2. Nội dung nghiên cứu bao gồm: Sử dụng các thiết bị và cải tiến kỹ thuật hiện có tại Phân x−ởng lá cực nh−: Maý chế tạo bột chì Italia, Máy trộn trát cao USA, Máy ủ sấy lá cực sau trát cao, Máy nạp điện kỹ thuật số, Hệ thống tuần hoàn dung dịch , Hệ thống tuần hoàn n−ớc làm nguội các dẫy hoá thành, hệ thống hút và sử lý mù axit.v.v.. tiến hành nghiên cứu xác lập các thông số kỹ thuật công nghệ của từng công đoạn sản xuất cho 45 chủng loại lá cực hiện có của Công ty. Tiến hành lắp ráp bình ắc quy, kiểm tra thử nghiệm theo Tiêu chuẩn Việt nam và tiêu chuẩn Ngành. Yêu cầu: 4 • Đạt mục tiêu của đề tài là chất l−ợng ắc quy ≥ 5% tiêu chuẩn Việt nam TCVN4472-1993 ở một số chỉ tiêu chính nh− dung l−ợng khởi động, dung l−ợng chế độ phóng điện 20giờ, tuổi thọ, tự phóng. • Giảm ≥ 10% nguyên vật liệu cho mỗi đơn vị sản phẩm. Công nghệ áp dụng đ−ợc vào sản xuất của Công ty • Tăng năng lực sản xuất – tiêu thụ của Công ty từ 175.000KWh/năm 2006 lên 250.000KWh/năm 2007 2.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài n−ớc: Nhìn chung quá trình sản xuất ắc quy chì-axit theo công nghệ lá cực trát cao có thể tóm tắt nh− sau: Chì kim loại có độ tinh khiết cao (99,98 ữ 99,99%Pb ) đ−ợc nghiền thành bột. Bột chì đạt tiêu chuẩn kỹ thuật (về độ mịn, độ oxy hoá, tỷ trọng…) đ−ợc phối trộn với các phụ gia ( Barium sulfat, Lignin, Axit humic, Fiber block, Carbon.v.v..), n−ớc sạch khoáng chất và dung dịch axít sulfuric để tạo thành cao chì có độ dẻo cần thiết. Cao chì đạt tiêu chuẩn đ−ợc trát lên s−ờn cực đã đ−ợc đúc sẵn bằng chì hợp kim Chì-Angtimon với ắc quy tích điện khô hoặc Chì-Canxi với ắc quy kín khí. Lá cực trát xong đ−ợc đem ủ - sấy để tăng độ Oxy hoá và làm khô, sau đó chúng đ−ợc đem điện phân hoá thành bằng dòng điện một chiều trong dung dịch axít sulfuric loãng để tạo ra hai loại lá cực d−ơng (PbO2) và âm (Pb xốp) phân biệt. Lá cực sau hoá thành đ−ợc rửa sạch axít, sấy khô và đem lắp bình ắc quy. 2.4.1. Quá trình trộn cao để chế tạo cao chì: Bột chì đ−ợc tạo ra từ máy nghiền bột chì (Italia) đạt tiêu chuẩn kỹ thuật đ−ợc phối trộn với các phụ gia, n−ớc cất và dung dịch axít sulfuric để tạo thành cao chì: Độ Oxy hoá và độ mịn của bột chì, thành phần và khối l−ợng phụ gia, l−ợng n−ớc và l−ợng dung dịch axit, các b−ớc thực hiện (thứ tự và thời gian trộn) ảnh h−ởng rất lớn đến chất l−ợng cao chì, khả năng trát cao lên s−ờn cực và hệ số hoạt động và tiêu hao nguyên liệu cho mỗi đơn vị sản phẩm. Để tăng hiệu suất sử dụng chất hoạt động ng−ời ta nghiên cứu tăng độ xốp của chất hoạt động bằng cách đ−a thêm các chất phụ gia vào thành phần cao chì, thay đổi l−ợng axit trộn cao cũng nh− tỷ trọng axit và công nghệ trộn .Lá cực có độ xốp tăng làm bề mặt tiếp xúc của điện dịch với chất hoạt động tăng, làm giảm phân cực nồng độ do đó dung l−ợng phóng điện của lá cực sẽ tăng, nh−ng độ xốp tăng lại làm tuổi thọ ắc quy giảm; vì vậy cần phải lựa chọn đ−ợc thành phần và công nghệ trộn cao một cách phù hợp. Đối với n−ớc ta nguyên liệu để sản xuất ắc quy chủ yếu vẫn phải nhập ngoại, l−ợng nguyên liệu dùng nhiều nhất là chì nguyên chất và chì hợp kim . Từ 5 năm 2002 đến nay giá các loại nguyên liệu này liên tục tăng (xem bảng 1), nên việc giảm định mức chì (do hiệu suất sử dụng chất hoạt động tăng lên) có ý nghĩa rất lớn đến việc hạ giá thành sản phẩm. Bảng 1: Giá chì và chì hợp kim năm 2002 - 2007 Giá mua (VNĐ/kg), năm Stt Tên nguyên liệu Đơn vị 2002 2003 2004 2005 2006 2007 1 Chì ng/chất (99,98%Pb) Kg 7.857 13.380 18.000 19.122 23.029 54.062 2 Chì hợp kim Pb-Sb “ 8.360 10.781 16.221 18.284 23.191 54.218 3 Chì hợp kim Pb-Ca “ 9.260 9.498 17.232 19.073 24.156 63.142 Với đề tài cụ thể này để đạt đ−ợc mục tiêu tạo ra cao chì trát tốt lên s−ờn cực với tốc độ trát cao (240tấm cực/phút), có độ xốp tốt, tiết kiệm đ−ợc nguyên vật liệu , chúng tôi tiến hành nghiên cứu thay đổi các b−ớc công nghệ trộn phù hợp với máy. 2.4.2. Quá trình ủ-sấy lá cực sống sau trát cao Lá cực sau trát cao tr−ớc khi đem hoá thành cần đ−ợc qua công đoạn ủ- sấy (Curing and Drying) để tăng độ Oxy hoá của lá cực và làm khô chặt lá cực sau trát cao, giúp giảm điện năng và thời gian hoá thành ở công đoạn sau. Quá trình ủ lá cực đ−ợc tiến hành trong phòng ủ với độ ẩm cao và nhiệt độ phù hợp, ở đây thực hiện phản ứng Oxy hoá lá cực H2O + t0C 2 Pb + O2 = 2PbO + Q Việc lựa chọn đ−ợc chế độ ủ lá cực ( độ ẩm, nhiệt độ, thời gian ) phù hợp sẽ tiết kiệm đ−ợc nhiều điện năng và thời gian công nghệ. Quá trình sấy đ−ợc thực hiện tiếp sau quá trình ủ để làm chặt và khô lá cực sau ủ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hoá thành 2.4.3. Quá trình hoá thành lá cực: Hoá thành lá cực là công đoạn tạo ra PbO2 ở cực d−ơng và Pb xốp ở cực âm bằng cách điện phân lá cực sống trong dung dịch axit Sulfuric loãng với dòng điện một chiều, quá trình xẩy ra theo các phản ứng chính sau: - ở cực d−ơng: PbSO4 + 2H2O = PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e_ - ở cực âm: PbSO4 + 2e_ = Pb + SO42- Ph−ơng trình tổng quát: 2PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 2H2SO4 6 Quá trình hóa thành đóng vai trò rất lớn đến chất l−ợng lá cực và tiêu tốn khoảng 45% l−ợng điện năng sản xuất của Công ty. Mặt khác theo kế hoạch sản xuất-kinh doanh của Tổng Công ty Hoá chất Việt nam giao cho Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng hàng năm tăng đều khoảng 15 đến 20%/năm, trong khi số l−ợng thiết bị và diện tích nhà x−ởng hoá thành có hạn. Nên việc nghiên cứu cải tiến chế độ nạp điện hóa thành lá cực phù hợp để nâng cao chất l−ợng sản phẩm, tăng năng lực sản xuất hiện có, giảm chi phí điện năng là rất cần thiết. Với điều kiện cụ thể của Công ty cổ phần ắc quy Tia sáng, để kịp thời phục vụ sản xuất, nâng cao chất l−ợng sản phẩm, tiết kiệm chi phí đầu t−, giảm giá thành sản phẩm. Chúng tôi đặt vấn đề sử dụng các thiết bị hiện có, cùng với việc tận dụng các kết quả nghiên cứu của dự án phát triển bền vững đã thực hiện trong năm 2005 nh− : hệ thống hút mù axit, tuần hoàn dung dịch hoá thành, tuần hoàn n−ớc làm mát các dẫy hoá thành trong quá trình điện phân lá cực để tiến hành tự nghiên cứu quá trình này, thay cho việc phải nhập thêm thiết bị và mở rộng nhà x−ởng. Khi hoá thành với mật độ dòng điện nhỏ sẽ hạn chế quá trình thoát khí làm tăng hiệu suất sử dụng dòng điện, nh−ng lại kéo dài thời gian hoá thành, không phù hợp với nhịp độ sản xuất công nghiệp. Nh−ng nếu hoá thành với mật độ dòng điện lớn thì kết quả lại ng−ợc lại. Quá trình hoá thành lá cực đ−ợc sử dụng với ph−ơng pháp nạp dòng không đổi: khi bắt đầu đóng điện, điện thế thùng hoá thành rất lớn (khoảng 2,4 đến 2,6V/thùng) do điện trở của cao chì lớn. Sau khoảng 20 đến 30 phút điện trở thùng giảm dần làm điện áp giảm xuống còn khoảng 2,0 đến 2,1V/thùng, sau đó điện áp từ từ tăng lên. ở giai đoạn đầu, điện thế thùng hoá thành còn thấp, quá trình hoá thành ít thoát khí nên hiệu suất sử dụng dòng điện cao có thể lớn hơn 80%, nên có thể sử dụng mật độ dòng điện cao ở giai đoạn này. Cuối giai đoạn hoá thành quá trình thoát khí xẩy ra mạnh làm giảm hiệu suất dòng điện lớn vì vậy nên dùng mật độ dòng nhỏ. Căn cứ vào đó để tăng hiệu suất sử dụng dòng điện và giảm thời gian hoá thành ng−ời ta th−ờng tiến hành nạp điện theo nhiều bậc với mật độ dòng nạp giảm dần. Việc lựa chọn bậc, mật độ dòng và thời gian nạp cuả mỗi bậc cũng nh− cách lắp lá cực, tỷ trọng và thành phần dung dịch điện phân, nhiệt độ dung dịch, thời gian hoá thành.v.v.. một cách hợp lý có ý nghĩa rất lớn đến chất l−ợng sản phẩm, hiệu suất sử dụng điện năng cũng nh− thời gian công nghệ, hiệu suất sử dụng thiết bị. Trong đó việc lựa chọn mật độ dòng điện cho các b−ớc nạp và thời gian nạp các bậc một cách chính xác có ý nghĩa rất lớn. 7 Hệ thống làm nguội thùng hoá thành, hệ thống tuần hoàn điều chỉnh dung dịch điện phân, hệ thống hút mù axit chúng tôi tận dụng những kết quả đã có. Phần nghiên cứu này chỉ tập trung vào nghiên cứu cách lắp lá cực, chọn-chia b−ớc nạp một cách hợp lý với việc sử dụng mật độ dòng nạp cho từng b−ớc nh− thế nào là phù hợp cho mỗi chủng loại lá cực đang sản xuất tại Công ty 3. Thực nghiệm 3.1. Ph−ơng pháp tiến hành nghiên cứu 3.1.1. Nguyên tắc chung: - Dùng ph−ơng pháp đối chứng với các kết quả đã có hiện tại - Nghiên cứu thay đổi công thức trộn cao chì với máy trộn cao Mỹ - Nghiên cứu chế độ ủ, sấy lá cực sau trát cao với máy ủ sấy tự động - Nghiên cứu thay đổi chế độ hoá thành với 45 chủng loại lá cực hiện có, xác định các thông số kỹ thuật liên quan cho quá trình nạp điện hóa thành. Kiểm tra chất l−ợng lá cực sau hoá thành bằng cảm quan và phân tích hàm l−ợng PbO2 lá cực d−ơng và hàm l−ợng PbO lá cực âm. - Lắp ráp bình ắc quy, thí nghiệm ắc quy theo TCVN 4472-1993 và Tiêu chuẩn Ngành. Từ kết quả tốt nhất thu đ−ợc tiến hành thí nghiệm sản xuất lớn và hiệu chỉnh phù hợp với thực tế. - Thí nghiệm sản xuất lớn và hiệu chỉnh phù hợp với thực tế. - Nghiệm thu và đ−a vào vận hành chính thức phục vụ sản xuất. 3.1.2. Mô tả tóm tắt ph−ơng pháp: Bột chì đạt tiêu chuẩn kỹ thuật về độ mịn, độ oxy hoá, tỷ trọng đ−ợc phối trộn với phụ gia ( Barisulfat, Lignin, Fiber block, Carbon.v.v..), n−ớc cất và dung dịch axít sulfuric theo công nghệ nghiên cứu bằng máy trộn cao USA mới nhập để trở thành cao chì có độ dẻo cần thiết (xác định bằng độ dẻo hiển thị của máy và cân kiêmt tra tỷ trọng cao). Cao chì đạt tiêu chuẩn đ−ợc trát lên s−ờn cực đã đ−ợc đúc sẵn bằng máy trát cao USA mới nhập. Lá cực trát xong đ−ợc sấy sơ bộ rồi đem ủ, sấy trong thiết bị ủ/sấy tự động và hoá thành bằng dòng điện một chiều trong dung dịch axít sulfuric loãng để tạo ra hai loại lá cực d−ơng (PbO2) và âm (Pb xốp) phân biệt. Lá cực sau hoá thành đ−ợc rửa sạch axít, sấy khô (bằng máy sấy khí trơ Đài loan) đem phân tích hàm l−ợng PbO2 lá d−ơng, PbO lá âm và đem lắp bình ắc quy. Bình ắc quy đ−ợc thí nghiệm kiểm tra đánh giá theo tiêu chuẩn ắc quy chì - axít Việt Nam TCVN 4472-1993. Từ kết quả thu đ−ợc sẽ quyết định áp dụng thí nghiệm sản xuất lớn và đ−a vào sản xuất đại trà. 8 3.2. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu và hoá chất sử dụng cho nghiên cứu: Bảng 2: thiết bị nghiên cứu Stt Tên thiết bị Đặc điểm kỹ thuật Nơi chế tạo 1 Hệ thống máy trộn cao (Battery paste preparation system) 1.000kg/mẻ trộn Sandmold systems, inc, Newaygo, Michigan, USA. 1 Hệ thống máy trát cao (Battery paste plaster system) Trát 240 tấm/phút MAC Engineering and Equipment Company, Inc. Benton Harbor, Michigan 49022, USA. 2 Máy đúc s−ờn cực (Automatic Battery Grid Casting Machine) 16 đến 18 tấm phút Evermater Development Corp and MAC Engineering 3 Hệ thống thiết bị ủ-sấy lá cực tự động (Automatic Solidifying and Drying) Công suất: 24giá ủ, sấy (140.000 lá cực ắc quy khởi động ô tô/mẻ) Midsouth Industries Co.,Ltd 4 Hệ thống thùng, dẫy hoá thành, hệ thống tuần hoàn dung dịch axit và hệ thống xử lý mù axit của P/xLá cực 13 dẫy HT, 54thùng/dẫy. Kích th−ớc thùng (mm) 538 x 234 x 387 Công ty Cổ phần ắc quy Tia sáng 5 Hệ thống máy nạp hoá thành (Tackless System Formation Rectifier) 3φ380V/DC200V/ 300A Sung Kwang Machine Co.,Ltd 6 Hệ thống máy nạp điện ắc quy (Operation Battery Cycle System) 3φ380V/DC 270V / 20A Sung Kawang Machine Co.,Ltd 7 Dây truyền lắp AQ xe máy (Automatic Asembly Line For Motocycle Battery) 1800 bình / ca sản xuất KAE LII Machine MFG Co., Ltd 8 Dây truyền lắp AQ ô tô (Automatic Asembly Line For Automotive Battery). 800 bình / ca sản xuất KAE LII Machine MFG Co., Ltd 9 Máy kiểm tra 3C ( 3C Discharge Tester ) 1φ220V/6V-12V/400A Sung Kawang Machine Co.,Ltd 10 Máy kiểm tra 5C ( 5C Discharge Tester ) 1φ220V/6V-12V/100A Sung Kawang Machine Co.,Ltd 11 Máy kiểm tra tuổi thọ và dung l−ợng ( Life Cycle & Capacity Tester ) 3φ380V/DC20V-5A/20A Sung Kawang Machine Co.,Ltd 9 Bảng 3: Hóa chất và nguyên vật liệu thí nghiệm Stt Danh mục Đơn vị Số l−ợng I 1 2 3 4 5 6 7 8 II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 * Hoá chất, Nguyên vật liệu - Chì nguyên chất CO - Chì hợp kim Pb-Sb - Chì hợp kim Pb-Ca - Axit Sulfuric ắc quy - Bari Sulphat ( BaSO4) - Lignin khô - Fiber block - ISTREE 368 * ắc quy thí nghiệm - 12V.5Ah TĐK(PP) - 12V.100Ah TĐK(PP) - 12V.40Ah TĐK(PP) - 12V.4Ah KK - 12V.5Ah(H)KK - 12V.17Ah KK - 12V.100Ah KK - 2V.120Ah KK - 12V.60Ah CMF - 12V.36Ah CMF kg “ “ “ “ “ “ “ cái “ “ “ “ “ “ “ “ “ 1300 600 600 500 10 2,5 1,5 2 4 1 1 4 1 1 1 3 1 1 10 3.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận Quá trình các b−ớc nghiên cứu đ−ợc thực hiện theo sơ đồ: S−ờn cực Trộn cao Bột chì Dung dịch H2SO4 N−ớc sạch khoáng chất Phụ gia Trát cao ủ, sấy Hoá Thành Rửa, sấy Phân tích, Kiểm tra Gia công Lắp bình TN Thử nghiệm theo TCVN 4472-1993 áp dụng sản xuất 11 3.3.1. Cách tiến hành: Bột chì đạt tiêu chuẩn kỹ thuật về độ mịn, độ oxy hoá và tỷ trọng ( từ Xylo bột của máy nghiền bột chì Italia ) đ−ợc tải sang máy trộn cao chì USA, ở đây bột chì đ−ợc phối trộn với phụ gia ( Barisulfat, Lignin, Fiber block, Carbon, chất ức chế .v.v..), n−ớc sạch khoáng chất (qua trao đổi ion ) và dung dịch axít sulfuric (Quá trình trộn cao đ−ợc thực hiện qua bộ sử lý Allen Bradley SLC-5/04 và máy tính công nghiệp 6182) để trở thành cao chì có độ dẻo cần thiết (xác định bằng chỉ số độ dẻo trên màn hình kiểm tra và tỷ trọng cao). Cao chì đạt yêu cầu đ−ợc trát lên s−ờn cực đã đ−ợc đúc sẵn bằng máy đúc s−ờn cực USA/Đài loan/Hàn quốc với máy trát cao USA. Lá cực sau trát cao đ−ợc xếp lên giá lá cực chuyển vào ủ-sấy trong hệ thống thiết bị ủ-sấy tự động ( công suất 24 giá lá cực, t−ơng ứng 140.000 lá cực ắc quy / mẻ ). Lá cực sau ủ-sấy (lá cực sống) đạt tiêu chuẩn kỹ thuật đ−ợc lắp vào các thùng hoá thành có chứa dung dịch axit sulfuric loãng, tỷ trọng d = 1,05 ữ 1,07g/cm3 theo ph−ơng pháp lắp song song, các thùng hoá thành đ−ợc mắc nối tiếp với nhau thành dẫy để tiến hành hoá thành ( các lá cực d−ơng đ−ợc nối với cực d−ơng, các lá cực âm đ−ợc nối với cực âm của máy nạp hoá thành Tackless System Formation Rectifier ) Kết thúc quá trình hoá thành ta sẽ thu đ−ợc hai loại lá cực d−ơng (PbO2) và âm (Pb xốp) phân biệt (lá cực chín) . Lá cực sau hoá thành đ−ợc rửa sạch axít, sấy khô bằng máy sấy khí trơ Đài loan, gia công và đem lắp bình ắc quy trên dây chuyền lắp ắc quy tự động Đài loan. Bình ắc quy lắp xong đ−ợc tiến hành kiểm tra đánh giá chất l−ợng theo tiêu chuẩn TCVN 4472-1993. 3.3.2. Kết quả nghiên cứu 3.3.2.1. Kết quả nghiên cứu ph−ơng pháp trộn cao. Trộn cao chì có thể thực hiện theo 2 ph−ơng pháp trộn khô hoặc trộn −ớt. Trộn khô có −u điểm độ đồng đều cao nh−ng có nh−ợc điểm những chất phụ gia nhỏ mịn có tỷ trọng thấp dễ bị cuốn đi theo máy hút và mất nhiều thời gian vệ sinh máy vào cuối ngày sản xuất. Trộn −ớt các −u và nh−ợc điểm là ng−ợc lại. Độ oxy hoá và độ mịn của bột chì, thành phần và khối l−ợng phụ gia, l−ợng n−ớc và l−ợng dung dịch axit, thứ tự các b−ớc thực hiện và thời gian trộn cũng nh− nhiệt độ của quá trình ảnh h−ởng rất lớn đến chất l−ợng cao chì, khả năng trát cao lên s−ờn cực và hệ số hoạt động cũng nh− tiêu hao nguyên liệu cho mỗi đơn vị sản phẩm. Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn bột chì có độ oxy hoá 77±3%PbO, kích th−ớc hạt trung bình 3à, tỷ trọng bột 1,35±0,1 g/cm3. L−ợng bột chì 600ữ800kg/mẻ trộn . Trộn theo ph−ơng pháp trộn −ớt. 12 Kết quả thu đ−ợc xem bảng 4, 5 Bảng 4: ảnh h−ởng của quá trình trộn cao đến Khả năng trát cao lên s−ờn lá cực ô tô Cao d−ơng Cao âm Stt Danh mục M1 M2 M3 M4 M5 M6 1 Bột chì (kg) 600 600 600 600 600 600 2 L−ợng n−ớc (Kg) 57 59 60 57 59 60 3 N−ớc điều chỉnh (Kg) 7 6 1 8 6 1 4 Độ dẻo 340 265 252 296 258 253 5 Tải trọng môtơ 85 75 64 78 65 61 6 Nhiệt độ (O0C) 44 42 40 44 42 40 7 Tỷ trọng cao (g/cm3) 4,5 4,45 4,42 4,5 4,40 4,35 8 Khả năng trát cao Không trát đ−ợc Trát không đầy Trát tốt Không trát đ−ợc Trát không đầy Trát tốt Bảng 5: ảnh h−ởng của quá trình trộn cao đến Khả năng trát cao lên s−ờn lá cực Xe Máy Cao d−ơng Cao âm Stt Danh mục M1 M2 M3 M4 M5 M6 1 Bột chì (kg) 800 800 800 800 800 800 2 L−ợng n−ớc (Kg) 78 80 82 78 80 76 3 N−ớc điều chỉnh (Kg) 7 6 1ữ3 8 6 0ữ1 4 Độ dẻo 340 265 252 296 258 253 5 Tải trọng môtơ 85 75 64 78 65 61 6 Nhiệt độ (O0C) 44 42 40 44 42 40 7 Tỷ trọng cao (g/cm3) 4,5 4,4 4,3 4,5 4,40 4,3 8 Khả năng trát cao Không trát đ−ợc Trát không đầy Trát tốt Không trát đ−ợc Trát không đầy Trát tốt Từ kết quả thu đ−ợc cho thấy trộn cao với l−ợng n−ớc chiếm 10ữ11% so với l−ợng bột chì, nhiệt độ khống chế trong quá trình <500C, độ dẻo cao 252 đến 253 máy làm việc ổn định, an toàn, cao chì đạt tỷ trọng phù hợp, trát tốt. Từ kết quả này chúng tôi triển khai sang trộn trát cao cho các chủng loại khác cũng đ−ợc kết quả t−ơng tự. Kết quả nghiên cứu đã đ−ợc vào áp dụng sản xuất với l−ợng 800kg/mẻ trộn, với khối l−ợng này máy chạy ổn định, bằng 80% công suất thiết kế, đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ cho thiết bị nh−ng vẫn đáp ứng yêu cầu sản xuất của Công ty. 13 3.3.2.2. Kết quả nghiên cứu chế độ ủ-sấy lá cực sau trát cao Lá cực sau trát cao đ−ợc cho qua thiết bị sấy nhanh để chống dính sau đó đ−ợc xếp vào giá và chuyển sang hệ thống ủ-sấy tự động (Curing and Drying) Quá trình ủ lá cực đ−ợc tiến hành trong phòng ủ với độ ẩm cao và nhiệt độ