Способ производства сварочных флюсов

Способ производства сварочных флюсов

Реферат

 

Использование: производство сварочных флюсов плавлением. Сущность изобретения: компоненты шихты плавят с помощью погружения во флюсовую ванну на 20 50% ее глубины трех электродов, каждый из которых циклически погружают до увеличения тока в нем на 35 45% При выплавке более электропроводных флюсов используют большие значения циклического тока в каждом электроде в указанных пределах. Применение способа обеспечивает за счет горизонтальных струй расплава у пода печи устранение насыпи на поду печи и необходимую однородность расплава по всему объему ванны. В итоге снижается расход технологической электроэнергии и шихтовых материалов, возрастают производительность плавки и однородность готовой продукции, улучшаются экологические характеристики технологии. 2 табл. 3 ил.

Изобретение относится к области изготовления плавленых флюсов, преимущественно к электроплавке металлургических и сварочных флюсов. Цель изобретения экономия электроэнергии и шихтовых материалов, повышение производительности плавки и химической однородности флюса. Плавление компонентов шихты осуществляют с помощью трех электродов, питаемых трехфазным током и погруженных во флюсовый расплав на глубину не менее 20 50 от глубины ванны печи. При этом силу электрического тока в каждом электроде циклически увеличивают на 35 45 посредством последовательного их углубления в расплав печи при неизменном токе и погружении двух других электродов. Время выдержки электродов в смещенном положении определяется экспериментально. Условием экономного расходования электроэнергии и исходных компонентов шихты, обеспечения высокой производительности плавки и однородного состава готовой продукции является обеспечение интенсивного перемешивания расплава по всему объему ванны, включая застойные ее участки. Такой гидродинамический режим плавки достигается за счет поля электромагнитных сил, направленных от углубленного электрода с повышенным электрическим током в нем к застойному участку ванны между двумя другими электродами. Эти силы при плавке высокопроводных флюсов типа АНФ при циклическом увеличении тока в электроде на 45 посредством его углубления в расплав на 20 от исходного его погружения по сравнению с исходным создают достаточно мощные потоки шлака, устраняющие застойные зоны, нерасплавленные насыпи шихты в них, что гарантирует полное достижение поставленной цели. Аналогичным образом при производстве тугоплавких оксидных флюсов, характеризующихся низкой электропроводимостью, типа АН-15М, АН-22, АН-47 и пр. тот же эффект, но в еще большей мере достигается при циклическом увеличении на 35 тока в каждом электроде посредством его углубления в расплав, но уже на глубину порядка 5,0 от исходной глубины его погружения и погружения двух других электродов. Продолжительность выдержки электродов в смещенном положении для каждого флюса и типа печи определяют экспериментально по оптимальным показателям энергии, производительности процесса, расхода шихты и однородности готовой продукции. Время существования струи расплава, бьющей от углубленного электрода в застойную зону между двумя другими электродами, должно обеспечить полное размывание и расплавление шихты в застойной зоне и равномерное распределение химических элементов флюса по всему объему расплава. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема плавления флюса; на фиг. 2 равномерное погружение электродов; на фиг. 3 неравномерное погружение электродов. Электроды 1 погружают во флюсовый расплав 2. На поду печи 3 образуется насыпь шихты 4, а под флюсовым расплавом находится жидкий слой металлического осадка 5. Питание электродов переменным электрическим током осуществляется от трехфазного печного трансформатора. К электродам подводят напряжение, и при погружении в расплав между ними начинает проходить электрический ток. В результате прохождения тока через ванну в ней выделяется джоулево тепло, которое и расплавляет загружаемую в печь шихту. При равномерном погружении электродов 1 в расплав (фиг. 2) электромагнитным перемешиванием охвачены верхние его слои. В нижних слоях, у пода печи и др. застойных участках ванны (заштрихованы), движение расплава незначительное. Как следствие на поду печи образуется насыпь нерасплавленной шихты, имеет место перепад температур между различными зонами плавки. Поле электромагнитных сил в свою очередь порождает перепад гидродинамических давлений, которые и определяют направленное движение расплава от глубоко погруженного электрода в застойный участок ванны. При этом размываются остатки насыпи шихты, выравнивается температура ванны, химическая однородность расплава, повышается производительность плавки. Опустив 2-й, а затем 3-й электроды, можно "повернуть" изображенную на фиг. 3 картину соответственно на 120^о и 240^о. Экспериментально определив время выдержки электродов в смещенном положении для каждого конкретного типа флюса и печи, в которой он выплавляется, можно полноценно перемешать расплав, обеспечив его однородное температурное поле, усреднение химического состава флюса и равномерное размывание насыпи на поду печи. Немаловажным является еще и тот факт, что при резкой смене условий, вызывающих электровихревое течение (ЭВТ) расплава, имеют место "броски" течения, при которых скорости потоков могут более чем в 1,5 раза превышать те, которые имеют место при установившемся течении. При этом направления потоков могут периодически изменяться на противоположные, хотя время, в течение которого происходят "броски", невелико, но и они вносят свой вклад в активизацию перемешивания ванны. П р и м е р 1. Плавка легкоплавкого высокопроводного флюса АНФ-6 по заявляемому способу. Глубина ванны печи 960 мм, глубина исходного погружения электродов в расплав 200 мм, напряжение плавки 160 В, ток плавки 10 кА, максимальная глубина циклического погружения электродов 410 мм, максимальный циклический ток плавки 14,5 кА, экспериментально определенное время выдержки электродов в смещенном положении 9,2 мин. Перед началом плавки подают электрическое напряжение на электроды. Электроды погружают в остаточный флюсовый расплав. Между ними начинает проходить электрический ток. В ванну подают флюсовую шихту. Циклически с интервалом в 9,2 мин электроды погружают на глубину 410 мм, соответствующую току в электроде 14,5 кА. Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что технико-экономические показатели плавки флюса АНФ-6 по известному и заявленному способам отличаются незначительно. Расход энергии снижается на 70 Но с ростом электросопротивления и тугоплавкости расплавов (оксидные флюсы) преимущества заявляемого способа заметно возрастают (табл. 2). П р и м е р 2. Плавка тугоплавкого низкопроводного флюса АН-67 по заявляемому способу. Глубина ванны печи 960 мм, глубина нижнего погружения электродов в расплав 480 мм, напряжение плавки 193 В, ток плавки 11 кА, максимальная глубина циклического погружения электродов 740 мм, максимальный циклический ток плавки 14,9 кА, экспериментально определенное время выдержки электродов в смещенном положении 10,7 мин. Перед началом плавки подают электрическое напряжение на электроды, которые погружают в остаточный флюсовый расплав ванны. Между ними начинает протекать электрический ток. После прогрева остаточного расплава в ванну загружают шихту. Циклически с интервалом 10,7 мин электроды погружают на глубину 740 мм, соответствующую току в электроде 14,9 кА. В табл. 2 приведены технико-экономические показатели плавки оксидного тугоплавкого низкопроводного флюса АН-67 по известному и заявляемому способам. Из приведенных данных видно, что плавка по заявляемому способу позволяет сэкономить до 30 технологической электроэнергии и 17 флюорита, в 1,3 раза повысить производительность процесса и обеспечить однородный химический состав готовой продукции, оптимизируются экологические характеристики технологии плавки. Способ обладает следующими достоинствами: снижается на 6 14 расход технологической электроэнергии; повышается химическая однородность флюса; за счет уменьшения угара расплава оксидных флюсов снижается на 17 расход шихтовых материалов; производительность плавки оксидных флюсов возрастает в 1,3 раза; улучшается гигиена труда рабочих-плавильщиков и экологические характеристики технологии.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ в электропечи, включающий расплавление компонентов шихты при помощи трех электродов, питаемых трехфазным электрическим током и погруженных во флюсовой расплав на глубину, соответствующую неменее 20-50% глубины ванны печи, при этом при выплавке более электропроводных флюсов выбирают меньшую глубину погружения электродов в указанных пределах, после чего производят слив и грануляцию флюса, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии и шихтовых материалов, повышения производительности плавки и химической однородности флюса, силу тока в каждом электроде циклически увеличивают на 35-45% посредством последовательного их углубления в расплав, при этом при выплавке более электропроводных флюсов используют большие значения циклического тока в каждом электроде в указанных пределах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5