Шихта для получения плавленого сварочного флюса

 

Изобретение относится к сварочным материалам. Целью изобретения является улучшение качества получаемого флюса при использовании для его выплавки шихты с низкосортными марганцевыми рудами. Увеличение количества отвального шлака производства силикомарганца до 35-60% в шихте при уменьшенном содержании кварцевого песка 5-15% позволяет снизить температуру плавления шихты, что способт ствует более интенсивному восстановлению и связыванию . 1 з.п. ф-лы, 3 табл. W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТЬИЕСКИХ

РЕСПИ;ЛИК (51)4 В 23 К 35/362

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3932314/25-27 (22) 22.07.85 (46) 15. 12.86. Бюл. В 46 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения и Ордена Ленина и ордена Трудового "

Красного Знамени институт электросварки им.Е.О.Патона (72) С.А.Курланов, H.Н.Потапов, В.И.Галинич, Н.Я.Осипов, В.В.Подгаецкий, А.И.Карпов, А.В.Залевский, А.А.Роговский, Л.К.Перельская, В.Л.Ларин и С.Ф.Трух (53) 621.791.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1098731, кл. В 23 К 35/362, 13.06.83.

Авторское свидетельство СССР

Ф 903043, кл. В 23 К 35/36, 03.05.78...SUÄÄ 276470 А1 (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНОГО

СВАРОЧНОГО ФЛЮСА (57) Изобретение относится к сварочным материалам. Целью изобретения является улучшение качества получаемого флюса при использовании для

его выплавки шихты с низкосортными марганцевыми рудами. Увеличение количества отвального шлака производства силикомарганца до 35-607 в шихте при уменьшенном содержании кварцевого

t песка 5-15Х позволяет снизить температуру плавления шихты, что способ-. ствует более интенсивному восстановлению и связыванию фосфора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

11 12764

Изобретение относится к сварке и касается составов шихты для получения плавленых марганцовистых флюсов, применяемых для автоматической сварки углеродистых сталей общего назначе- 5 ния.

Целью изобретения является улуч.шение качества сварочного маргGHIJo вистого флюса за счет снижения содержания фосфора при использовании в 10 составе шихты низкосортных марганцевых руд.

Большое значение при производстве высокомарганцовистых флюсов имеет качество используемой марганцевой 15 руды. При производстве флюсов применяются марганцевые руды двух типов: высококачественные марганцевые руды и руды, имеющие более низкое содержание марганца и повышенную концентрацию фосфора (табл. 1).

Содержание марганца и фосфора н марганцевых рудах различных месторождений приведено в табл. 1.

Низкое содержание фосфора в бога- "2 тых по содержанию марганца рудах дает возможность изготавливать.высокомарганцевые флюсы с ограниченным содер;жанием фосфора. При этом введение в шихту отвального шлака производства 30 силикомарганца использовалось как технологический прием для снижения температуры плавления шихты и повышения скорости плавления флюса.

Использование марганцевых руд бо5 лее низкого качества вызывает необходимость увеличивать ее содержание в шихте для сохранения во флюсе уста. новленного количества монооксида марганца, что, учитывая повышенное со" держание фосфора в руде, приводит к возрастанию концентрации фосфора в шихте и в получаемых флюсах, При сварке фосфор переходит в металл швов, вызывая снижение технологической прочности и образование трещин в сварных соединениях.

55 цательно сказывается на сварочно-технологических свойствах флюса. Введение песка выше 15% также приводит к нарушению установленных пределов соВыбранное соотношение компонентов шихты обеспечивает получение стандартных высокомарганцовистых флюсов типа АН-64.

Повышение содержания в составе шихты отвального шлака производства силикомарганца позволяет получить требуемое содержание монооксида марганца в сварочных флюсах при существенном снижении количества вводимой марганцевой руды. Так как максимальное содержание фосфора в отвальном шлаке в несколько раэ ниже допускаемого содержания фосфора в марганцевой руде, предлагаемое соотношение компонентов обеспечивает эначительное повышение чистоты приготавливаемой шихты и, как следствие, повышение металлургических свойств получаемых флюсов за счет обеспечения низкого (менее 0,10%) содержания фосфора. Повышение чистоты сварочных флюсов улучшает пластические свойства наплавляемого металла и способствует увеличению стойкости сварных соединений против хрупкого разрушения и образования трещин. Исследованные составы шихты приведены в табл. 2.

Составы расчетной шихты и получаемых флюсов приведены в табл. 2.

При введении отвального шлака выше 60% наряду с возрастанием количестна монооксида марганца происходит увеличение содержания оксида кальция и смеси оксидов калия и натрия, что вызывает повышение основности флюса и приводит к образованию пор, особенно при наличии ржавчины на свариваемых: кромках.

При введении отвального шлака менее 35% в выплавляемых флюсах не обеспечивается установленное содержание монооксида марганца, что вызывает нарушение оптимального химического состава металла швов при сварке углеродистых сталей общего назначения и приводит к снижению механических свойств и технологической прочности сварных соединений.

Аналогичное явление происходит при проведении марганцевой руды ниже 25%.

Превышение установленных значений содержания марганцевой руды вызывает увеличение концентраций вредных примесей в шихте и соответствующее возрастание фосфора в выплавляемых флюсах выше допустимых пределов. Это отрицательно влияет на металлургические свойства сварочных флюсов, вызывая интенсивный переход фосфора в сварочную ванну и образование трещин в наплавленном металле.

При введении в шихту песка менее

5% не обеспечивается установленное содержание оксида кремния, что отри127б470 держания оксида кремния, что вызывает интенсивное протекание кремневосстановительного процесса и засорение наплавляемого металла окисными силикатными включениями. Уменьшение со— заявляемые пределы.

Учитывая, что содержание фосфора в марганцевой руде, использованной для получения примеров, составляло

0,2!57, было определено расчетное

tO (не учитывающее образование металлического осадка) содержание фосфора в указанных флюсах.

Сопоставление расчетных и фактических значений содержания фосфора

f5 во флюсах позволило уста.:вить относительное удаление фосфора (рафинирование) при выплавке.

Сводные данные определения рафинирующей способности флюсов и харак20 теристика получаемых швов представлены в табл. 3„

Составы 2-4 табл. 2 соответствуют среднему и предельным значениям предлагаемой шихты, обеспечивая во флюсах

25 установленное содержание монооксида марганца и фосфора.

Составы 1 и 5, в которых содержание марганцевой руды и шлака силикомарганца не соответствует установленным пределам, не обеспечивают необходимого количества монооксида марганца.

Содержание фосфора во флюсе при использовании в шихте повышенного количества марганцевой руды (состав 1) превышает допустимую концентрацию 0,127. Получение более низкого содержания фосфора в шихте-прототипе, по сравнению с аналогичной шихтой состава i, обусловлено применением высокосортной марганцевой руды с содержанием фосфора О, 14Х.

1 производства силикомарганца при уменьшенном содержании кремнезема и отсутствии тугоплавкого магнезита приводит к снижению температуры плавления шихты на 200-250 С. Это позвоО ляет при той же тепловой мощности флюсоплавильной печи повысить общую 4р температуру расплава шлака при его выдержке, что вызывает более интенсивное протекание эндотермической реакции восстановления и связывания фосфора в металлические корольки посхеме. (ИпО) Р О +11Fe 3 МпО+2Ге Р+

5 5

+5ГеО-47700 кал.

55 держания плавикового шпата ниже уста новленных значений вызывает повышенную склонность флюса к порообразованию при сварке, а введение его выше

14/ отрицательно сказывается на формирующих свойствах флюса в резуль тате повышенной жидкотекучести образующегося при сварке шлака.

Помимо чисто количественного снижения концентрации фосфора в шихте за счет замены части марганцевой руды, содержащей до 0,2451 фосфора, отвальным шлаком производства силико марганца, содержание фосфора в котором не превышает 0,017, предлагаемая шихта оказывает благоприятное рафики рующее воздействие путем изменения условий выплавки сварочных флюсов.

Шихта приготовляется путем смешивания предварительно взвешенных компонентов в соотношениях, обеспечивающих получение флюса типа АН-64. Выплавка флюса осуществляется в газоплазменных флюсоплавильных печах непрерывного действия с последующей мокрой грануляцией.

Более высокое содержание в предлагаемой шихте легкоплавкого шлака

Повышение жидкотекучести флюса за счет более высокого содержания в шихте плавикового шпата способствует лучшему перемешиванию расплава, что создает дополнительные благоприятные .условия для коагуляции образующихся корольков фосфида железа и осаждения их на дно печи.

В табл. 2 (2-4) представлены приме hi составов предлагаемой шихты и химические составы получаемых флюсов, а составы 1 и 5 шихты выходя- эа

Анализ расчетов относительного удаления фосфора при выплавке в случае применения различных составов шихты показывает, что предлагаемая шихта во всем диапазоне заявленных пределов обеспечивает более полное рафинирование по сравнению с шихтойпрототипом. Это позволяет в случае применения в качестве исходного шихтового компонента марганцевой руды с низким содержанием марганца и высокой концентрацией фосфора ограничить содержание фосфора в получаемых флюсах, что обеспечивает получение низкофосфористых швов с высокой стойОтвальный шлак

2-6

О, 1-3

Таблица 1

Концентрат марганцевый для электрод ных покрытий Чиатурского марганцеРудного бассейна

Содержание элементов, %

Концентраты марганцевые

Никопольского марганцерудного бассейна

ГОСТ 4418-75

ТУ-14-9-173-79

Сорт I Сорт II .1

Марганца (не менее) 45

34 (в пересчете на

Mn0) (56) (59) (45) Фосфора (не более) 0,245

0,2

0,245

Таблица 2

Компоненты шихты, вес.%

Состав

Плавиковый

Кварцевый пеМарганцевая руда

Шлак силико

Магнезит сок шпат марганца

21 8

15 14

10 6

39

36 35

30 54

25 60

20 65

10

5 127647 костью сварных соединений против образования трещин.

Формула из обретения

1. Шихта для получения плавленого сварочного флюса, содержащая марганцевую руду, кварцевый песок, отвальный шлак производства силикомарганца и плавиковый шпат, .о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения качества сварочного марганцо- >0 вистого флюса за счет снижения содержания фосфора при использовании в составе шихты низкосортных марганцевых руд, компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: - 15

Марганцевая руда 25-36

Кварцевый песок 5-15 производства силикомарганца 35-60

Плавиковый шпат 6-14

2. Шихта поп. 1, отличаю щ а я с я тем, что отвальный шлак производства силикомарганца содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Монооксид марганца 26-32

Диоксид кремния 45-50

Оксид алюминия 8-12

Оксид кальция 6-10

Оксид магния 2-5

Смесь окисей калия и натрия

Монооксид железа

1276470

Продолжение табл.2

Химический состав изготовленного флюса, 7

Сос;

CaF FeO

A>ãOç КгО !!а О

SiO2

СаО

MgO

1 45,7 33,2 7,4 3,6 2,4 1,4 5,4 1,1 0,068 0,132

2 42,4 39,0 5 2 0,8 4,1 2,2 5,0 1,2 0,083 О,!00

3 43э9 40 7 7эО 1ь4 2 3 2эО 2 0 Оэ7 0!086 Оэ,076

4 42,0 36,1 10,1 3,0 3,4 1,9 3,1 0,4 0,079 0,042

5 47,6 29,7 14,0 0,9 2,0 4,0 2,2 0,5 0,085 0,031

Таблица 3

Характеристика металла шва

Фактическое содержание фосфора во флюсе, 7

ОтносительРасчетное флюс ное удаление фосфора при выплавке, Х содержание фосфора во флюсе, 7

Трещины

Шов качественный

29

44

Поры

Гэставитель Т. Арест

Редактор М. Бандура Техред А.Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6619/11 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

О, 154

О, 127

О, 107

0,065

0,055

О, 132

О, 100

0,076

0,042

0,031

Содержание фосфора в металле шва, Х

0,045

О, 037

О, 031

0,028

0,022