Способ получения плавленого флюса

Способ получения плавленого флюса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.< «><>!<, н,<рнач и 5, имеют повышенное c<> < р>к;<><, . !. > <, ра (более 0 08 „ ) . В в;<р><а иге .<" >; ><к снижения достигает 0,1 2,";> (нб .), <то ьн.

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 >