Способ получения флюсов

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!)528758

Союз Советских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.75 (21) 2109437/02 (0 1 ) . < i. 1 „г!.

С 21С 5/54 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 23.05.82 (53) Ъ ДК 669.046 (088.8) ио делам изобретений и открытий (72) Авторы.: изобретения И. А. Новохатский, Б. И. Медовар, Л. Я. Глускин, В. Л. М!!зецкий, Б. Ф. Белов, Б. М. Никитин, Ю. Г. Емельяненко, T. Г. Кравченко и К. К. Лямцев

Донецкий физико-технический институт АН УССР и ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛЮСОВ

Изобретение относится к металлургии качественных сталей, чистых металлов и сплавов, а также к электросварке металлов с применением флюсов.

В настоящее время как в отечественной, так и в зарубежной практике широкое распространение находит новый способ обработки сталей, чистых металлов и сплавов, идущих на изготовление деталей особо ответственного назначения, — — способ элек- !О трошлакового переплава металлов (ЭШП).

В качестве шлаковой фазы в этом способе используют в основном фторидные и фтор идно-окисиые флюсы (1). При электр ошл аковой и электродуговой плавке металлов !з широко используют флюсы, близкие по составам к флюсам ЭШП.

Однако применяемые флюсы, полученные в основном сплавлением шихтовых материалов в электрических печах с последующей грануляцией (2), при хранении их и транспортировке интенсивно поглощают влагу из воздуха и гидратируются. В результате содержание воды в них может достигать 0,2 — 0,5 вес.%. ч

При расплавлении таких флюсов в условиях плавки ЭШП или электросвaðêè поглощенная твердыми флюсами вода в значительной степени переходит в флюсовый расплав, а затем в форме водорода (вслсдствис межфазного его распределения) переходит ll В жп l!i! I!i металл. Наводорожнванпс металла за счет внос !мой псходнымн (I! lIoc3:,;iI B1BI l Явл!BOTcH I1Pii Il!HO!I 06P330ва!гпя водород»!!x трсщнн (флокенов) и газовых пор в круп!!ых слитка., ЭШП (илн в вь!п1ав.!яез!!;!х мстодoм ЭШП I QTQBblx кр1 пног30QpIIT!I!. изделиях) . В cBBplihlx !

:lB1x повышснис содержания водорода также сопровождается образованием трещин илн 110pilcTocT!I, 70 резко cl!!!жает llpOчность м "cT сварки.

Для устранения указанны; последствий и практике применяется предварительная .!егазацпя флюсов. Обычно практн! уемая с э-:ой целью прокBëêа измельченных ф l!ocoB на воздухе значительно i сложняст Tc xlloлогический процесс и Iic;IocrBTo Iiio эффекTIIBHB: она не обсснечиваст с н!женис содержания воды во флюсах ниже 0,007—

0,009 вес.%, которое трсбустся для предотвращения перехода водорода в метa;Iл при

ЭШП (3).

Цель нзобрстсн!.я — рBçpàáoòêB способа получсния влагостойких флюсов (полнос!ь:о инертных к влаге воздуха).

Специальным исследоваш!ем установлено, «то прн xpaiicBiiii флюсов (типа АНФ-6, АН-291, АНФ-1, АНФ-27) на воздухе г дратацпп подвергается только содержащаяся

528758

60 в ппх кристаллическая фаза. Содсрж Tllllo последней во флюсах оказывастся значительным даже при грануляции их путем распыливания струи расплава сжатым воздухом. Отмеченное связано с тем, что фторидные и фторидно-окисные расплавы обладают сравнительно низкой вязкостью и большой склонностью к кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что выпускаемый из флюсоплавильной печи жидкий флюс охлаждается со скоростью

10З вЂ” 10 град/с, которая обеспечивает «закаливание» расплава и получение его в застеклованном виде (без образования в нем кристаллической фазы) или в виде частиц произвольной формы с полностью застеклованным поверхностным слоем (толщиной

1 — 30% от минимального линейного размера частицы) и с отсутствием в них внутренних трещин или пор, выходящих на поверхность.

«Закаливание» расплава может быть осуществлено одним из известных способов.

Наиболее просто получают стеклов иди ый флюс, пропуская струю расплава через валки или сливая расплав на быстро вращающийся металлический диск (с обеспечением соответствующей скорости процесса отвода тепла от валков или диска). Применение рельефных валков-штампов позволяет получать флюсы в виде частиц, отформированных по заданной форме (сфера, полусфера, плитки и т. п.) и имеющих застсклованную поверхность (или полностью застеклованных) .

Как показали испытания, предлагаемый способ полностью исключает гидратацию флюсов даже при длительном (в течение нескольких месяцев) хранения их как на открытом воздухе (со средней влажностью

50%), так и в воздухе со 100%-ной влажностью.

В связи с этим предлагаемый способ получения влагостойких флюсов путем их застекловывания можно применять и в качестве метода отбора проб флюсов как из флюсоплавильной печи, так и из установки

ЭШП для определения содержания в них водорода по ходу плавок, В этом случае пробы флюса могут быть застеклованы, например, путем быстрого расплющивания небольших порций жидких флюсов между достаточно массивными медными плитами или брусками. Застеклованные пробы флюса не требуют специальных предосторожностей при хранении и надежно фиксируют в себе исходные содержания водорода. Такие пробы могут храниться до анализа неограниченно долгое время.

Надежность застекловывания флюсов при обработке по предлагаемому способу можно контролировать с помощью анализа их на водород или по контролю за их весом в течение определенного времени, При пра5

IO

Зо

4О

И11льпо 11рове,1снном зас1ск. ToBI TB;TTTTTTT флюсов содержание водорода в них; а также их вес остаются неизменными при длительном хранении на воздухе.

Способ применим не только для фторпдTTT)Tx и фторид!10-Окисньlх Флюсов, Но и для большинства флюсов и шлаков на основе других солсвых и окисных соединений (в частности K.TToðTT,TTTT T., и хлори lllo-окисиых флюсов).

Для различных составов флюсов, обладающих различной кристаллизационной способностью, требуются различные скорости охлаждения расплавов. Для окпсных флюсов, содержащих значительные количества стеклообразующих окислов (типа

SiOq, А120З), скорости охлаждения для стеклования лехкат в пределах 10 — 104 град/с.

Для стеклования фторидных расплавов (особенно однокомпонентных, типа CaF>) требуются максимальные скорости охлаждения — до 10 — 10"" град/с. Для фторидноокиспых qIJIIocoB требуемые для стеклования скорости охлаждения лежат B пределах

104- — 10" rp ад/с.

Для технического осуществления предлагаемого способа могут быть применены, например, валки кристаллизатора (скорости охлаждения до 104 — 10 град/с. Достижение максимальных скоростей ох. Iciiкдения (до

10 град/с) возможно, например, с помощью направления струи расплава на быстро вращающийся (около 10000 — 30000 об/мин) медный охлаждаемый диск. Выбор необходимых скоростей охла.кдения определяется не только составом флюса, но и задаваемой степенью его застекловывания: для частичного поверхностного застекловывания флюсов скорости охлаждения примерно на порядок величины меньше таковых при полном (100%) стекловании расплавов.

Формула изобретения

Способ получения флюсов для электрошлакового переплава и электросварки металлов, заключающийся в предварительном сплавлении шихтовых компонентов и последующем охлаждении расплава, отл ича юшийся тем, что, с целью исключения гидратации флюсов при хранении на воздухе, флюсовые расплавы охлаждают со скоростью 10 — 10 град/с до получения готовых флюсов в застеклованном виде.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дакуорт У., Хойл Д. Электрошлаковый переплав. «Металлургия», М., 1973, с. 93.

2. Авторское свидетельство № 212287 кл. С 21С 5/54, 1967.

3. Сборник «Специальная электрометаллургия», ч. II «Наукова думка», Киев, с. 122.