Способ получения плавленого флюса
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК др 4 В 23 К 35 40
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTHA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ ". °, х (2I) 4008848/31-27 (22) 21.01.86 (46) 23.03.88. Бюл, № 11 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л. И. Брежнева (72) В, Il. Каидыбка, И. Б. Паримончик, О. И. Кривенко н Т. Ж. Чоповая (53) 621.791.04 (088.8) (56) Производство электроплавленых флюсов. Технологическая инструкция ТИ вЂ” 2— — I — 78. Никопольский завод ферросплавов.
„„SU„„1382630 A 1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНОГО ФЛЮСА (57) Изобретение относится к сварке, а именно к изготовлению сварочных флюсов.
Целью изобретения является повышение качества флюсов, содержащих менее IOO оксидов титана, за счет снижения во флюсе количества фосфора. При загрузке в печь при выплавке флюса первой порцией только всего необходимого количества марганцевого, флюоритового и рутилового концентратов ври соотношении Т О /Р, равном 53,3--70,0, термодинамическая активность оксида фосфора значительно увеличивается При этом создаются благоприятные термодннамнчес кис и кинетические условия для пр< в дення рафинировочных процессов в электрической печи прн расплавлении. 3 табл. у!
382630
Изобретение относится к сварке, в частности к способам получения фторидно-оксидных флюсов, применяемых при электрошлаковой сварке и наплавке.
Для механизированной сварки поворотных стыков труб из дисперсионно-твердеющих. сталей известен плавленый флюс марки
АН вЂ” 47, который выплавляют в электрических печах с графитнрованными электродами и углеродистой футеровкой. Качество полученного флюса определяется как его соответствием требованиям технических условий по содержанию оксидных и фторидных компонентов, так и более низким содержанием вредных примесей: фосфора, серы, цветных металлов, что позволяет достичь более высокого уровня упрочнення металла сварного шва.
Однако повышенное содержание фосфора в данном флюсе ие позволяет снизить его концентрацию в металле сварного шва на ста дии капельного переноса при сварке — наплавке вследствие возрастания при этом коэффициента распределения фосфора между шлаком и металлом.
Цель изобретения -- повышение качества флюса путем снижения в ием содержания фосфора.
Загрузка первой порцией только флюоритового, маоганцевого н рутилового концентратов связ >:а с Tt*ì, что основными kc точ чиками вносимого фосфора являются флюоритовый и и:-ргчнцевый I- îíöåíòpàòbl.
Есс и их загружат ь .о отдельности. То не дъ тнгается эффект сн, женин фосфора. Если ввод;;; другой к .ой-либо ком: онент шихты вмес,>о рутилового концентрата ч и загру. Koнцентпатоа, то ие происходит увеличение активности Р,10, а такжс не создаются благоприятные -,с рмодинамнчески. и кннети еские условия для проведения рафннировочлых процессов в электрической печи пг. распдавл .иии. Эксперимен гальными исследованиями шлакового распла.!а си"темы SiOq — С аО— — М пΠ— — Са Гр -- А1рОз — И@Π— Т)О -- РгОь в температурном интервале !873"273 К установлено. что плавка флюса гр., оотношении Ti02 . Р, равном 53,5 — 70,0. Гпособствует развитию углеродотермнческо. го восстановления фосфора из флюсового расплава. Hpè этом расчеты активчости Р>0 показывают, что в расплаве, имен>щем пределы соотношения Т О2 .. Р = 53.3 — 70,0, термодинамическая. активность пятиокиГИ фосфора увеличивается от 4,0 !О до 8, 10" прн Т = — !873 К Остальные шихтовые материалы идентичного состава загружают двумя порциями. Удалс ние фосфора происходит по схе и е(Р 0 ) „г, + (Р >!) .) ч о + 10 С Т(Ор 1ЯСГ> ;+4/Р/; (! ) где (рp0;,) : . и (j 4) !.о — ичгиокись фоГ фора, Годс 1>жищаясн в флк>оритовом и ма рганцевом концентратах соот5 ветствеино; (TiO ) — двуокись титана, оказывающая каталитическое воздействие на процесс дефосфорации. Снижение содержания фосфора во флюсе приводит к уменьшению эквивалента вредных примесей (P.), учитывающего влияние /О/, /$/ и (Р) на прочностные характеристики металла сварного шва. Кроме того, в зависимости от окисJIMTpJlbHo-восстановительных условий в зоне 15 плавления при сварке или на фосфор может переходить из фл>оса в металлическую ванну (каплю — на стадии капельного переноса) илн наоборот. Снижение же содержания фосфора во флюсА. увеличивает фосфорную емкость флюсового расплава, препятствуя переходу его из флюса в металл. /Р/ =- !(Р) (2) где /P/ и (P) — содержание фосфора в металле н флюсе соотвеуст25 венно; rl коэффициент распределеиия фосфора между шлаком и и металлом. 1Ip>I СООтНОШЕНеян Ti0.: l МвнеЕ 53,3 НЕ достигается эффект увеличении aê ÷âíîc> и Р.Оь, а при соотнгипен™и более . АО -ронсходнт перерасход двус иси ти>аиз. что увсличивает себссгоимость флн -ов. Кроме гого:, при соотношениях Ti0.„: Р ".енее 5>3,3 ил более 7!>,0 плавленый флюс; . соответствует >(>ебоч=. Ииям >ехнн Iec!;IIx усло35 лнй по содержанию двуокиси титана. После загрузки B печь флюори- ово о, марганцевого и рутилового концентратов и их расплавления наведенный расплав вы ер кивается в течение 10 — 15 мин. Это необхолнмо для проведения раф. Иировочных n,;оцессов, после чего в печь вводят недостал>щис шихтовые компоненты двумя порциями. Вы держка менее 10 мнн неэффективна. По скольку скорость восстановления фосфора лимитнруется диффузионными про;;ессамн. 45 снижение улазанной вредной примеси;езначительно, Выдеркка более 15 мин и>рациональна, так нак приводит к повышенному расходу >лектроэнерг;и. Г!реимуш"." вами п,>гдлагаемого Гпо"оба поуучРИ "я рафчнн!!Она игс го флу>са чвляют50 с>; рз"ииоиз;ьная загрузка материалоь. увели Гение термодииамичесной активности пя. -и;;кисеи фосфора во флюсовом !>асплаве, :;а",aèf! р углеродотермичсского взанмодейст;:и: мс.<ду расплавом и углеродистыми ма55 тери:Jlaw!, а также снижение каивалечта вредных примесей Р и увеличе ие +yoc<> о >ноч eìêÎÑI II Выплл в >еичого флюса. :7ч «ер 1. Расчетны Й состав флюса марки — t тля Г,.>ОТ>!ои3 !! HR 1 О /Р =- 3,3 .ле1382630 TiO, 4,49 SiO, Z!. > > СаО 1,0 MO CaF, 14,5 10,05! <: >,1 О (аО Ti02 Мп CaF, М<, <.> 12,85 6 16 28, "» SiO, СаО MgO ZrO, Ti02 Мп 7 18 CaF, 12, 56 Ост><>>ьное 28 Расход компонентов шихты по примеру 1 представлен в табл. 1. В печь первой порцией совместно загружают флюоритовый, марганцевый и рутиловый концентраты в общем количестве, кг: 41,51; 41,59; 49,23; 56,87; 56,9? с соотношением TiOy . Р = 52,3; 53,3; 61,65; 70,0; 71,0 соответственно. После этого производят расплавление и выдержку фторидно-оксидн<.ro расплава в течение, мин: 8; 10; 12 5, 15; 17. Ti02 6,5 Si<., СаО М>;<. . .r.l, А I, < „ 14 6 6 > <>е-,,: >з Ипо С 3F 13, 08 26 Si0 14 то, 7 СаО М О Zr0 ><1 О. МпО СаР 12,26 24 < >с та.".!» МпО СаР, SiO 13, 25 25 14 TiO 8,5 5 15 (>< т;, !! ><< Расход компонентов шихты по примеру 2 представлен в табл. 2. Результаты опытных плавок флюса AH— 47 п едставлены в табл. 3. К езультаты опытных плавок, а также о!!ределение содержания фосфора в шихте и готовом флюсе свидетельствуют о том, что флюсы, полученные по вариантам 2 — 4 (табл. 3) удовлетворяют требованиям технических условий ш> содержанию фосфора. При этом наблюдается наибольшая степень снижения фос<рора 0,17 — 0.2 гбс % Г1о<.;<еддля соотношения TIO /Ð = 61,65для соотношения TIO /P = 70. для соотношения TI0 /Ð = 61,65: для соотношения Т!Од/p = 70 0 Второй порцией и ><ечь .<<гр жак> !1,5 . - нс, ки глинозема, к, с TH <еско! <> магn< <>, <»!. > го песка, что со<-тавляет (n<> ьар н»>,i; 1- -5), кг: 29 245, 29. 205, "5, 385; 21, >!;. 21, )!5. После рвсн!n><.ë< нни вг рой >>ор><>«! в печь задак>т ретьк> ор<<<< > и.,< <<тн«><, 25 го состава Пример Расчетный со т«>< ;< марк> Aii 15 для соотноц>г н! я Ti(!. —. = 5 3 >< а< к :;>< СаО MgO Zz О, А1 Ä O., нее объясняется;...> «.>««<,!>, >!!<>! РгО„. Флюсы, по.< «><>!<, Ho c HH3KoH активносз ьк РрО;, >><,(0< ! >« ной выдержкой фтори.;но-оксид! >го р;<г! .!, ва и недостаточным каталигич . ким <<<><э< >< ствием TiO на !,O.; нз- <,! ><>< !« . < от!« шенин Т<Ог/Р. В B р<<.:! : < ге>>он, жения фосф., н л<, <<<<;<с«>,!5>";, и . > р нне Р ==- Il,(! >, -<> >1, >,1<(! 1382630 Формула изобретеиия Способ получен н я пла вленого фл кк а, содержащего до 10% оксидов титана н оксиды фосфора, и ри котором производят пуск и разогрев печи, загрузку в печь шихтовых материалов, включающих флюоритовый, марганцевый и рутиловый концентраты и другие компоненты, тремя порциями, из которых по крайней мере две имеют идентичный состав, доводку расплава и его мокрую грануляцию, отлича7ощийся -.ем, что, с целью повышения качества флюса путем снижения в нем содержания фосфора, пер. вой порцией загружают все необходимое количество флюоритового, марганцевого н ру20 тилового концентратов, производя нх плавленне при соотношении: Ti02/P, равном 53,3 — 70,0, а полученный расплав выдерживают в течеНие 10 — 15 мин до загрузки второй порции шихты. Т ы б л к о л 1 Содерханне фосфора прк TiO /P Р3 код лрк соотноееннн т:о, 78 ы гернаас 53,3 61,65 61,65 70 3 а кто: Ф:ис Шклта Флис S!. !клта Флис 9 !о 3 4 0,05 0,0006 0,0676 0,0291 0,097 О,ОО 12 0,0012 О,О7 7 ° 37 0.0005 а,74 6,32 Рутнаоный концентрат!!.О6 0,087 0,05 О,О7 Иарганцевнй концентрат 26, 63 2:, 38 36,28 0,0612 0,0123 10,22 13,53 13,22 0,0225 41,59 49,23 56,87 0,084 Флиорн.тонтын концентрат и,!О0 Итога переел порциа О,оо! 0,О0 2 8,5! О,ОО!3 13,45 17, 14 Итвсств 6,44 6,064 3,002 10,05 Ивгневнт 19 ° 92. 26,82 22,16 Песок Двуокнсь цнрконнн 7.636 9,03 7. !39 Гнкыовен!!того вторал н тре- л порцнн 0,002 2 0,0024 0,099, 58,41 50,77 43,13 0,0033 1il0,О 100,0 100,0 0,0875 о,иi:!!бвкй расход требованиям технических условий. Низкая степень снижения Р объясняется черезмерным вводом TiO2, что увеличивает соотношение Т1Оа (Р, в пределах которых не наблюдается увеличение активности Р206, Кроме того, увеличивается расход дорогосто13щего дефицитного уутилового компонента, а готовый флюс ие удовлетворяет требованиям ТУ по содержанию Т102. Выдержка фторидно-оксидцого расплава 17 мин и более ведет к снижению СаГу во флюсе в результате улета фтора в виде SiF4, А1Г8, СаГт н др; -Наиболее оптимальным вариантом выплавки флюса АН вЂ” 47 является вариант 3. Он характеризуется низким содержанием фосфора (0.05%) и наибольшей степенью его снижения 0,20 абс.%. Таким образом, результаты опытных плавок флюса, например AH — 47, показывают, что получение плавленного флюса по предлагаемому способу обеспечивает увеличение качества флюсов эа счет снижения содержания в них фосфора (ниже 0,08%) при нх выплавке с использованием марганцевых и флюоритовых концентратов, ха рактеризующихся повышенным содержанием фосфора 0,2 — 0,3 и 0,08 — 0,15 соответственно. Г} Г» ГГ Ю r м O «Q а. ° «« Ю ° и ! -« х а Ю М (Т« О Ю и 4 Ю Ю Ю Г . Ю Ю Ю Ю м С -х «Г(Ю Ф Ф (6 < а Э Г о Ю! I 1 l I 1 1 1 I I 1 и 2 г, C} Ю с Ю ГС. л О, -1 1Г С 4 «« со C .I I (! 1 I м ГЧ М Г" Г ». .Г г.,л Гг1 I l 1 ! I ! «/ "1 «о Г4 Г 4 л Г 4 «С« о « ГГ} -т С Е» а » х о . Г. flj « Г: »о « о Ь: а « 1" 1 »« Ш 1 I -! Г« A ж Г 1О 2 э A о Г«(fL с Д4 о с «« I Г«(I I (I.1 1! х 1 с! Г» 1, (I « I I (I 1 I I I I I I I C r-! t I ! I I 1 1 I I ! 1»1 I " 1 1 1 1 1 I » 1 „=:1 I 1 I 1 l à — | — 1 ( м 1 М л 1 Т= -т— 1 1 Ю 1 - ° (! ! 1 1 х С« =! . Q ! 1 1 о с C ..3 l «(Г« " Ю( а "— 1 С-«(I ! М С; 1 « г! о. ! 1ЗЯР6311! 382630 х с6 а е ов-| л C) (2 Я ь Яю ° I I а е э еx > ч С" 1 1 I 1 Я I 3 Э 1 и о I ф е х 1 1 ф д 1 о Я 1- Х О 1- Э ч хоф o c. "ц о ч ч Х аэ 3 1 х v1-фуроа I I е e «> ОН ЕОЬ ОО Х-2 ОХ Х1" 1 х Э у o,фх ьео с. «> Ы 1 2 I ° 1 а э Г ° х я Й . Д 1 1» 2d !du Я 1 I 1 cd e e .а 1 6 а ф Х Х cCI >Х еоефло хыхмфu 1 а I о е Я Ю 1 аф o. l хо! ых х х x225i! х О 4 О «» Я) c х I Х 1 - - х - -. 1 х о х х с 3 1 Д e i" а и 1» е Ж ф Э 0 ) «d х ° Х I 1 а ф х ххоо C>2 X 1 е л х В» Э Э С>2 I 1 о х х о е о!c х я 4 1. 1- а>х э х х д Х Я Т ф 1 а о Е Д 1 с6 Е Э а ч е. е а х ф cd е ф ф 1 х х I о х CV а СЧ Я О> СМ X е 0) а х 0 а Я Х O»y Cd 5 !" X! u 1 фМ Э с5 х х 1 Х Э Я и а а е о а 8 о и х 3 о х I I а о х 1» Х 2>С 2 1 Х «Т I 1 >Х 1. а,! о & cd t4 ч е cd ф e e й1 а 4 „"х и » I а а а о ф I Ei Х ЯО х х х oeweõ I x ф 1- > Х -. аm 51 Й а ф,а о ыфч -ч 1 Э 1 1 2 I 1 О л и> 1 О О О л О Я л Я а л л О СС> О О О О ° Я л Я Я О О О О О т и С»! C4 C4 СЧ Я л Я Я Я О О О О О >/2 Я аО О г! О О Я Я Я Я Я О и ш о л 1 1 I I 1 1 1 I 1 1 1 I ! Л Л О ао о С2 Г Ю М Я Я сл л (4 <Ч CV CV и Л Г2 Н С> аО o сЧ (" 2 >Г\ >Г> Я Я Я о и СЧ С . С4 С 4 <о с% л г л i ao a л Я Я О> О О >Г; u >