Способ получения плавленого флюса

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения фторидно-оксидных флюсов, применяемых при автоматической и полуавтоматической наплавке и сварке под флюсом. Целью изобретения является улучшение отделимости шлаковой корки отчнаплавленного металла при многопроходной наплавке и сварке, снижение насыпной массы и обеспечение возможности наплавки и сварки деталей с глубокой узкой разделкой. Способ включает порционную загрузку в печь шихтовых материалов , содержащих оксиды хрома и железа , плавление, доводку расплава и выпуск флюса из печи, при этом с последней порцией шихты в печь вводят оксид хрома в количестве 0,003-0,040 от всей массы шихты , оксид железа вводят суриком железным в количестве 0,05-0,020 от массы всей шихты двумя порциями, одну из которых в количестве 0,3-0,4 от задаваемого количества сурика вводят в печь с шихтой, а оставшееся количество сурика задают на зеркало расплава , в период доводки на поверхность последнего прилаживают алюминиевый порошок в количестве 0,03-0,08 от массы расплава флюса в смеси с флюоритом при отношении алюминия к флюориту, равном (0,15-0,30): 1,0. При этом оксид хрома вводят хромсодержащим отходом нёфтехимического производства при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид алюминия 70-80%; оксид хрома 10-20; примеси - остальное. Применение способа позволяет на 25-30% уменьшить насыпную массу флюса, улучшить отделяемость шлаковой корки от металла, а также качество формируемого шва и свариваемость стальных поверхностей. 1 з. п. ф-лы, 1 табл. (Л со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4833719/02 (22) 04.06.90 (46) 30.03,92. Бюл. N. 12 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В. П. Кандыбка, Ю. M. Журавлев и Л. А.

Черных (53) 669.18,046.5(088.8) (56) Глебов А. Г., Мошкевич Е, И. Электрошлаковый переплав, М.: Металлургия, 1985, с. 343.

Технологическая инструкция N. 528-89..

Ижорский завод, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНОГО

ФЛЮСА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения фторидно-оксидных флюсов, применяемых при автоматической и полуавтоматической наплавке и сварке под флюсом. Целью изобретения является улучшение отделимости шлаковой корки от наплавленного металла при многопроходной наплавке и сварке, снижение насыпной массы и обеспечение возможности наплавки и сварки деталей с глубокой узкой разделкой. Способ включает порционную загрузку в печь шихтовых матеИзобретение относится к металлургии, в частности к производству фторидно-оксидных флюсов для автоматической и полуавтоматической наплавки и сварки.

Цель изобретения — улучшение отделимости шлаковой корки от наплавленого металла при многопроходной плавке и сварке, снижение массы и обеспечение возможности наплавки и сварки деталей с глубокой узкой разделкой.

„„Ы3 „„1723147А1 риалов, содержащих оксиды хрома и железа, плавление, доводку расплава и выпуск флюса из печи, при этом с последней порцией шихты в печь вводят оксид хрома в количестве 0,003 — 0,040 от всей массы шихты, оксид железа вводят суриком железным в количестве 0,05-0,020 от массы всей шихты двумя порциями, одну из которых в количестве 0,3 — 0,4 от задаваемого количества сурика вводят в печь с шихтой, а оставшееся количество сурика задают на зеркало расплава, в период доводки на поверхность последнего прилаживают алюминиевый порошок в количестве 0,03 — 0,08 от массы расплава флюса в смеси с флюоритом при отношении алюминия к флюориту, равном (0,15 — 0,30):1,0. При этом оксид хрома вводят хромсодержащим отходом нефтехимиче-г ского производства при следующем содержании компонентов, мас.0/: оксид алюминия 70 — 807ь; оксид хрома 10-20; примеси — остальное. Применение способа позволяет на 25 — 30% уменьшить насыпную массу флюса, улучшить отделяемость шлаковой корки от металла, а также качество формируемого шва и свариваемость стальных поверхностей. 1 з. и. ф-лы, 1 табл.

Новым в способе является то, что с последней порцией шухты в флюсоплавильную печь вводят оксид хрома в количестве

0,03-0,40 всей массы шихты, оксид железа вводят суриком железным в количестве

0,05 — 0,20 от массы всей шихты двумя порциями, одну из которых в количестве 0,30—

0,40 от загружаемого объема сурика вводят в печь с шихтой, а оставшееся количество сурика задают на зеркало расплава, в.период доводки на поверхность последнего при1723 i 47 саживают алюминиевый порошок в количестве 0,03 — 0,08 от массы расплава флюса в смеси с флюоритом при отношении

Ai:СаFz=(015 — 0,3):1,0, Оксид хрома вводят хромсодержащим отходом нефтехимического производства при следующем содержании компонентов, мэс, : А120з 70-80- Сг Оз 10-20, примеси остальное.

Загрузка оксида хрома и сурика железного в количестве менее 0,003 и 0,005 от массы всей шихты не позволяет получать флюс, удовлетворяющий требованиям технических условий по химическому составу, а также не позволяет увеличить межфазное натяжение между флюсом и металлом при наплавке и сварке, что ухудшает отделимость шлаковой корки от металла. Загрузка вышеуказанных материалов в флюсопла-. вильную печь более 0,040 и 0,020 соответственно от всей массы шихты приводит к повышенному содержанию Сг20з и Fe20g в готовом флюсе; а также к образованию геО. Сг203, Fe(Cr, А!)20з, которые увеличивают насыпную массу флюса.

Если первая порция менее 0,30 от всего объема задаваемого в печь сурика железного, то наблюдается снижение содержания в готовом флюсе Мп0, что связано с недостаточным количеством Ре Оз, который окисляет образовавшийся марганец по реакциям (nMnO, mSiOz}+xPiJ=2xklnj (n — 2x)MnOx(m+n)SiO2 (1)

М и О® (М и)+(О} (2) (Мп)+(РегОз) . (Mn0)+2(FeO) (3)

При введении сурика более 0,40 флюс насыщается кислородом, что объясняется образованием свободных высококислородных оксидов марганца (Mn02, мпз04), которые приводят к окислению высокоактивных компонентов металла, Загрузка второй порции на поверхность расплава в количестве более 0,70 от общего объема сурика железного привода к образо. ванию соединений типа FeO.CããOç, а менее

0;60 — к образованию кристаллов Fe(Cr, А!)20з, что снижает поверхностное натяжение жидкого флюса, а следовательно, и натяжение между жидким рэсплавом флюса и металла.

Присадка на поверхность расплава флюса алюминиевого порошка менее 0,03 от массы расплава флюса не способствует получать флюс с требуемой насыпной массой, а более 0,08 — к интенсивному испарению А!Рз, SiF<. Вышеуказанный материал задается в смеси с флюоритом в целях безопасности. Если в печь вводят смесь алюминиевого порошка с флюоритом в соотношении Ai:СаРг<0,15:1, то не достигается эффект снижения насыпной массы готового флюса, э если смесь с соотношением

Ai: Ca Fg>0,3;1, то наблюдается интенсивное испарение фторсодержащих компонентов флюса, В идентичных лабораторных условиях кафедры злектрометаллургии был проведен анализ сварочно-технологических свойств

15 плавленого флюса, полученного предлагаемым способом и прототипом.

В печь загружали порционно кремнемарганцевый синтетический шлак (КМСШ)

29 кг, флюоритовый концентрат 23 кг, глинозем 15,5 кг, а при использовании отходов (15,0; 14,3; 6,7; 0,0) мрамор 14,5 кг; кварцевый песок 12,5 кг; оксид хрома 0,117; 0,351;

2,52; 4,68; 5,85 кг (т, е. 0,001; 0,003; 0,0215;

0,040; 0,050 от всей массы шихты) или при

20 использовании хромсодержащих отходов (0,585; 1,755; 12,6; 23,4; 29,25 кг); двуокись титана 6,5 кг; сурик железный 0,36; 0,6; 1,5;

2,4; 4,8 кг (т,е. 0,003;0,005; 0,0125; 0,02; 0,04 от всей массы шихты), причем вместе с шихтой загружали 0,09; 0,18; 0,525; 0,96; 1,4 кг

25 (т.е. 0,25; 0,3; 0,25; 0,4; 0,5 от всего объема) . сурика железного. На поверхность расплава в печь задавали 0,27; 0,42; 0,975; 1.44; 2,4 кг.

В период доводки на поверхность расплава флюса присаживали алюминиевый порошок

Готовый флюс сливали в чугунные изложницы и дробили. При выплавке флюса по способу прототипу порядок загрузки шихтовых материалов и их плавление соответствовал требованиям, При этом в флюсоплавильную печь загружали, кг:

КМСШ 29; флюоритовый концентрат 23; оксид хрома 3,0; глинозем 15,5, мрамор 14,5; кварцевый песок 12,5; двуокись титана 6,5.

Полученные флюсы использовали для наплавки и сварки пластин из стали

15Х2МФА с глубокой узкой разделкой. Наплавку и сварку проводили электродом марки С — 10ХМФТУ в автоматическом режиме

50 под слоем флюса.

Результаты испытаний опытного флюса и расход шихтовых материалов приведены в таблице 1.

Как показали испытания, флюсы, полученные по вариантам 2 — 4, 7 — 9, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к флюсу по технологическим свойствам; хорошая отделимость шлаковой корки от íànëàâëåнноro металла и сварного шва, хорошая свэриваемость пласта с глубокой узкой раз55 в количестве 1,0; 3,0; 5,5; 8,0; 10 кг (т.е. 0,01;

0,03; 0,055; 0,08; 0,1 от массы расплава флюса) в смеси с флюоритом (8,3; 20; 24.5. 26,7; . 28,6 кг), что соответствует соотношениям

35 AI:CaFz=(0,12; 0,15; 0,0225; 0,30; 0,35):1.

1723147

-T

ГлиноЮСО!, Флюорикг . товый

2-я рлюииниевый поВариант

1-я порция, часть

Двуокись

Хромсодержац1ий

Кварцевый песок, Сурик

weОксид хрома, кг/роли порция, часть зеи, кг рошок

1 конценлеатитаобъема, кг ннй, кг объема, кг часть от массы расп., кг на, кг отход, к г/доли трат, кг кг

0,36 0,35 090

0,75

О,27

0,117 6,5

О,OO1

15,5 14,5 12,5

0,01

110

1 29 23

0,351 6,5

О,оо3 о,6 о,о3 ГО—

0,3 0,7

0,13 0,42

0,35 0,65

0525 0,975

2,52 6,5 0,0215

0,055

5,5

1,5

2,4

060 - 008 Г7Г 3т

0,4 0,96

4,68 6,5

О, 00

5,85 6,5

0,050

4,8

О,l

10,0

0,5

2,4

0,01

1,0

6 . 29 23

6,5 0,36

12,5 0,585

O,0Î1

0,75 о,27

14,5

0,25

0,09

15,0

12,5,755

0,003

14,3 14,5

0,6

6,5

0,03

3,0

0,7

0,42

29 о,3

О, lf

0,65

0,975

8 29 23

12,5 12,6

0,0215

6,5 1,5

l4,5

6,7

0,055

5,5

0,35

0,525

0,08

ГО— о,6

Т,Д

6,5 2,4

0,4

0,9Т

12,5 23,4

ooooо

14,5

9 29 . 23

12,5 29 ° 25 Г,655

6,5 4,8

0.1

Tll

0,5

7т

14,5

10 29 23

0,5 хт

6,5

11 29 (прототип) 15,5 14;5 12,5

3,0 делкой, хорошее формирование шва, насыпная масса находилась в пределах 1,11,4 т/м . Использование хромсодержащего отхода нефтехимического производства позволяет частично или полностью заменить 5 глинозем и оксид хрома, что улучшает технико-экономические показатели выплавки флюсов, Флюсы, выплавленные по вариантам 1, 5,.6, 10 и 11 не удовлетворяли предъявляе- 10 мым к ним требованиям. При наплавке и сварке под этими флюсами наблюдалось неудовлетворительное формирование шва и плохая отделимость шлаковой корки.

Таким образом, результаты испытаний 15 флюса показали, что использование предлагаемого способа позволяет получать флюсы с требуемой насыпной массой, хорошими технологическими свойствами, которые обеспечивают хорошую наплавку и сварива- 20 емость деталей с глубокой узкой разделкой.

Формула изобретения

1. Способ получения плавленого флюса, включающий порционную загрузку в печь шихтованных материалов, содержащих ок- 25 сиды хрома и железа, плавление, доводку . расплава и выпуск флюса из печи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения

2 29 23 15,5 14,5 12,5

3 29 23 15, 5 14,5 12,5

4 29 23, 15,5 14,5 12,5

5 29 23 15 5 14,5 12 5 отделимости шлаковой корки от наплавленного металла при многопроходной наплавке и сварке, снижения насыпной массы и обеспечения воэможности наплавки и сварки деталей с глубокой узкой разделкой, с последней порцией шихты в печь вводят оксид хрома в количестве 0,003 — 0,040 от всей массы шихты, оксид железа вводят железным суриком в количестве 0,005 — 0,020 от массы всей шихты двумя порциями, одну из которых в количестве 0,3-0,4 от задаваемого количества сурика вводят в печь с шихтой, а оставшееся количество сурика задают на зеркало расплава, в период доводки на поверхность последнего присаживают алюминиевый порошок в количестве 0,03-0,08 от массы расплава флюса в смеси с флюоритом при соотношении алюминия и флюорита, 0,15 — 0,30:1,0.

2, Способ поп.1,отличаю щи йся тем, что оксид хрома вводят хромсодержащим отходом нефтехимического производства при следующем содержании компонентов, мас. : оксид алюминия 70-80; оксид хрома 10 — 20 примеси Остальное..1723147

Отделимость

Насыпформирование шва

Соотношение

Al:CaF<

Вариант ная масса флюса, тlм шла ковой корки

0,12:1

1,52 Частич- Плохая Плохое ная

8,3

0,15:1 1,4 Полная Хорошая Хорошее

3 24,5 0,225:1 1,2 Полная

4 . 26,7 0>30:1 1т1

5 28,6 0,35:1 1,03 Частич- Плохая Неравноная мерное

6 8,3 О, l2:1 1,55 Плохое

7 20 0,15:1 1,39 Полная Хорошая Хорошее

8 24,5 0,225:1 1,18

1 12

9 26,7

0,30:1

1,04 Частич- Плохая ная

10 28,6 0,35.,1

Неравномерная

1, 7 Плохая

11 (прототип) Составитель В.Кандыбка

Техред M.Mîðãåíòýë Корректор M.Øàðîøè

Редактор А.долинин

Заказ 1043 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Флоорит на расплав флюса, кг

Наплавка и свариваемость пластин из стали

15Х2НФД с глубокой узкой разделкой