(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主容器内で溶融鉛、または鉛を主成分とする溶融鉛合金に、カルシウム及びカルシウムを含有する材料を添加して鉛／カルシウム系合金を得る鉛／カルシウム系合金の製造装置において、
前記主容器内に筒状のフードが配置されて、該フードの下部が前記溶融鉛または溶融鉛合金内に挿入されるとともに該フードの上端が前記主容器の蓋に支持され、
前記蓋には前記フード内の上部に形成されたフード内空間部に連通した孔が設けられ、
前記孔に連通する底部開口部を有するカルシウム材料供給容器が前記蓋の孔を開閉する開閉具を介して前記蓋の上に設置され、
前記蓋を貫通して前記フード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に挿入されて、前記フード内の前記溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹き込み具が設けられ、
前記不活性ガス吹き込み具により前記フード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガスを吹き込むことにより該溶融鉛または溶融鉛合金を攪拌しつつ前記フード内の上部のフード内空間部の空気を前記不活性ガスで置換し得るように構成されたこと、
を特徴とする鉛／カルシウム系合金の製造装置。
【請求項２】
主容器内で溶融鉛、または鉛を主成分とする溶融鉛合金に、カルシウム及びカルシウムを含有する材料を添加して鉛／カルシウム系合金を得る鉛／カルシウム系合金の製造方法において、
前記請求項１に記載された鉛／カルシウム系合金の製造装置を用い、
前記不活性ガス吹き込み具により前記フード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガスを吹き込んで該フード内の溶融鉛または溶融鉛合金を攪拌しつつ前記フード内の上部のフード内空間部の空気を前記不活性ガスで置換した状態で、前記開閉具を開いて前記カルシウム材料供給容器からカルシウム材料を前記フード内の前記溶融鉛または溶融鉛合金の表面に投入し、前記不活性ガスによる前記溶融鉛または溶融鉛合金の攪拌作用で前記カルシウム材料を前記溶融鉛または溶融鉛合金に溶解させること、
を特徴とする鉛／カルシウム系合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛／カルシウム系合金の製造装置及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の集電材料として広く用いられる鉛／カルシウム系合金の製造には、溶融鉛、または鉛を実質的な主成分とする溶融鉛合金（以下、溶融鉛と称する。）に、カルシウム及びカルシウムを含有する材料（以下、カルシウム材料と称する。）を投入、攪拌して溶解させる方法が従来から行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、酸素と容易に反応するカルシウムを空気中で加熱するため、合金の酸化が激しく、酸化カスの発生量が非常に多くなり、またカルシウムの歩留まりが低いといった問題点があった。
【０００４】
これに対して、改善した製造方法も提案されている。例えば、特開平１１−２２２６３５号公報に記載されているような方法がある。ところが、この製造方法においては、上記の問題点は改善されているものの、溶融鉛を攪拌する攪拌装置、不活性ガスで溶融鉛表面をシールするためのガス供給装置、カルシウム材料を搬送供給するためのカルシウム材料供給装置を別途付加するために装置が複雑になるという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、特別な種々の装置を付加することなく鉛／カルシウム系合金の製造が行える鉛／カルシウム系合金の製造装置及び製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、主容器（１）内で溶融鉛、または鉛を実質的な主成分とする溶融鉛合金に、カルシウム及びカルシウムを含有する材料を添加して鉛／カルシウム系合金を得る鉛／カルシウム系合金の製造装置を改良するものである。
【０００７】
本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造装置においては、主容器内に筒状のフードが配置されて、該フードの下部が前記溶融鉛または溶融鉛合金内に挿入されるとともに該フードの上端が前記主容器の蓋に支持される。また蓋にはフード内の上部に形成されたフード内空間部に連通する孔が設けられ、孔に連通する底部開口部を有するカルシウム材料供給容器が蓋の孔を開閉する開閉具を介して蓋の上に設置されている。また蓋を貫通してフード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に挿入されて、フード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹き込み具が設けられ、不活性ガス吹き込み具によりフード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガスを吹き込むことにより該溶融鉛または溶融鉛合金を攪拌しつつフード内の上部のフード内空間部の空気を前記不活性ガスで置換し得るように構成されている。
【０００８】
このような装置では、主容器内のフード内に存在する溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガス吹き込み具で吹き込んだ不活性ガスによりフード内で溶融鉛または溶融鉛合金の上の空間を不活性ガスで置換し、この状態で開閉具を開いてカルシウム材料供給容器からカルシウム材料をフード内の溶融鉛または溶融鉛合金の表面に投入するので、空気を遮断した状態で不活性ガスによる攪拌力でカルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。従って、カルシウム材料の投入空間をフードで覆って空気に触れさせないようにして、該カルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。特に、不活性ガス吹き込み具が、不活性ガスの供給手段と、溶融鉛または溶融鉛合金の攪拌手段とを兼ねており、装置の構造の簡略化を図ることができる。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、主容器内で溶融鉛、または鉛を実質的な主成分とする溶融鉛合金に、カルシウム及びカルシウムを含有する材料を添加して鉛／カルシウム系合金を得る鉛／カルシウム系合金の製造方法を改良するものである。
【００１０】
本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造方法においては、請求項１に記載された鉛／カルシウム系合金の製造装置を用い、不活性ガス吹き込み具によりフード内の溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガスを吹き込んで該フード内の溶融鉛または溶融鉛合金を攪拌しつつフード内の上部のフード内空間部の空気を不活性ガスで置換した状態で、開閉具を開いてカルシウム材料供給容器からカルシウム材料をフード内の溶融鉛または溶融鉛合金の表面に投入し、不活性ガスによる溶融鉛または溶融鉛合金の攪拌作用でカルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金に溶解させる。
【００１１】
このような製造方法では、主容器内のフード内に存在する溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガス吹き込み具で吹き込んだ不活性ガスによりフード内で溶融鉛または溶融鉛合金の上の空間を不活性ガスで置換し、この状態で開閉具を開いてカルシウム材料供給容器からカルシウム材料をフード内の溶融鉛または溶融鉛合金の表面に投入するので、空気を遮断した状態で不活性ガスによる攪拌力でカルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。従って、カルシウム材料の投入空間をフードで覆って空気に触れさせないようにして、該カルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造装置及び製造方法の実施の形態の一例を示す縦断面図である。
【００１３】
本例の鉛／カルシウム系合金の製造装置においては、釜または鍋等の主容器１の中に溶融鉛２が収容されている。また、主容器１の中には、鉛と反応しないか、または反応し難い鉄またはステンレススチール等からなる筒状のフード３が縦向きに挿入されている。主容器１の上部は、蓋４で閉じられている。フード３の上端は蓋４に支持されている。フード３内の上部には、フード内空間部３ａが設けられている。蓋４を貫通してフード３内の溶融鉛２内に挿入されて、フード３内の溶融鉛２内に不活性ガス５を吹き込む不活性ガス吹き込み具６が設けられている。蓋４の中央にはフード内空間部３ａに連通した孔７があけられ、その上に孔７に連通する底部開口を有するカルシウム材料供給容器８が設置され、孔７はシャッターからなる開閉具９で開閉されるようになっている。孔７は開閉具９で通常は閉じていて、この状態でカルシウム材料供給容器８内にはカルシウム材料１０が収容されている。カルシウム材料供給容器８の上部は、蓋１１で閉じられている。
【００１４】
本例では、溶融鉛２は純度99.99 ％品を5000ｋｇ、カルシウム材料１０は純度98.5％の粒径２〜５ｍｍの品を5.0 ｋｇ用いた。
【００１５】
次に、本例の鉛／カルシウム系合金の製造方法を図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、開閉具９を閉じた状態でカルシウム材料供給容器８内に蓋１１をあけてカルシウム材料１０を所定量供給し、蓋１１を閉じる。また、不活性ガス吹き込み具６から純度99.9％のＡｒガスを50  ｌ／分でフード３内の溶融鉛２中に噴出させる。この状態で５分間放置し、フード内空間部３ａの空気を十分にＡｒガスで置換した。
【００１６】
次に、図２に示すように開閉具９を開いて、カルシウム材料供給容器８内のカルシウム材料１０を孔７から主容器１内のフード内空間部３ａに落下させる。この状態では、カルシウム材料１０は密度が小さいので溶融鉛２の表面に浮いた状態となっている。しかしながら、フード３内の溶融鉛２中には不活性ガス吹き込み具６からＡｒガスが供給されていて、このＡｒガスの気泡で溶融鉛２が攪拌されているので、カルシウム材料１０は徐々に溶融鉛２に溶解していく。
【００１７】
この状態で、30分間保持し、カルシウム材料１０を完全に溶解させる。
【００１８】
得られた鉛／カルシウム系合金の組成を分析してカルシウムの歩留まりを計算した。また、発生した酸化カス量を測定した。
【００１９】
また、従来例として、上記と同じ材料を用い、大気中にてカルシウム材料を溶融鉛に投入し、羽根式の撹拌機にて30分間攪拌し、鉛／カルシウム系合金を製造し、同様の測定をした。
【００２０】
これらの結果を表１に示す。
【表１】
0004396051.tif 000002
この表１より、従来の方法に比べ、本発明の方法では、カルシウムの歩留まり高くなり、酸化カス発生量は少なくなっていることがわかる。
【００２１】
上記例では、主容器１内にフード３を配置したが、フード３は場合によっては省略することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造装置においては、主容器内のフード内に存在する溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガス吹き込み具で吹き込んだ不活性ガスによりフード内で溶融鉛または溶融鉛合金の上の空間を不活性ガスで置換し、この状態で開閉具を開いてカルシウム材料供給容器からカルシウム材料をフード内の溶融鉛または溶融鉛合金の表面に投入するので、空気を遮断した状態で不活性ガスによる攪拌力でカルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。従って、カルシウム材料の投入空間をフードで覆って空気に触れさせないようにして、該カルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。特に、不活性ガス吹き込み具が、不活性ガスの供給手段と、溶融鉛または溶融鉛合金の攪拌手段とを兼ねており、装置の構造の簡略化を図ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造方法は、主容器内のフード内に存在する溶融鉛または溶融鉛合金内に不活性ガス吹き込み具で吹き込んだ不活性ガスによりフード内で溶融鉛または溶融鉛合金の上の空間を不活性ガスで置換し、この状態で開閉具を開いてカルシウム材料供給容器からカルシウム材料をフード内の溶融鉛または溶融鉛合金の表面に投入するので、空気を遮断した状態で不活性ガスによる攪拌力でカルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。従って、カルシウム材料の投入空間をフードで覆って空気に触れさせないようにして、該カルシウム材料を溶融鉛または溶融鉛合金の中に溶解させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造装置の実施の形態の一例でカルシウム材料を主容器内に供給する前の状態を示す縦断面図である。
【図２】  本発明に係る鉛／カルシウム系合金の製造装置の実施の形態の一例でカルシウム材料を主容器内に供給した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  主容器
２  溶融鉛
３  フード
３ａ  フード内空間部
４  蓋
５  不活性ガス
６  不活性ガス吹き込み具
７  孔
８  カルシウム材料供給容器
９  開閉具
１０  カルシウム材料
１１  蓋
【図１】
0004396051.tif 000003
【図２】
0004396051.tif 000004