KR810002023B1

KR810002023B1 - 서브머어지드 아아크용접용 저온 소결형 용재의 제조방법

Info

Publication number: KR810002023B1
Application number: KR7702737A
Authority: KR
Inventors: 나오기 오구다; 시계미 노세
Original assignee: 다가하시 다가요시; 가부시끼 가이샤 고오베세이고오쇼
Priority date: 1977-11-24
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1981-12-15

Abstract

내용 없음.

Description

서브머어지드 아아크용접용 저온 소결형 용재의 제조방법

본 발명은 균일한 품질과 우수한 품질의 서브머어지드 아아크 용접용 저온 소결형 용재(flux)의 제조방법에 관한 것이다.

서브머어지드 아아크용접용 용재에는 지금까지 용융형, 고온 소결형, 저온 소결형 등의 3종류가 있다. 용융형 용재는 용접용 용재를 구성하는 원료를 1,400℃ 이상의 온도로 용해하여 그 용해된 원료를 실온으로 냉각하고, 이어서 파쇄, 정립(整粒)하여 제조한다. 고온 소결형 용제는 분말상 용재 원료에 점결제(粘結劑)를 첨가하고, 혼합, 조립(造粒)한 다음에 750℃이상의 충분한 고온으로 소결하여 만들어 진다.

저온소결형 용재는 분말상의 용재 원료에 점결제를 첨가하여 혼합조립하며, 다음에 500℃전후의 낮은 온도로 소결하여 만들어 진다.

통상 서브머어지드 아아크용접용 저온 용재는 분말상의 용재 원료에 점결재로서 물유리(water glass)를 첨가하고, 혼합, 조립된 것을 가열건조하여, 제조하나, 그 생산성을 높이고 균일한 품질을 갖게하기 위하여, 예를들면 회전로(rotary kiln)와 같은 것을 사용하여, 유동배소(流動焙燒)를 하여 제조한다. 이 경우의 배소로(焙燒爐)에서는 내측에 직접 가열되던가, 외측으로부터 증류기(retort)를 통하여 간접 가열되는 균일한 온도분위기 대(帶)를 균일한 유량등으로 유동되게 하는 것이 이상적이다.

그러나 분말상의 용재 원료에 점결재의 물유리를 첨가하고, 프레트 밀(fret mill)로 혼합, 조립된 조립물은 점착력이 강하여서도 결함됨으로써, 조립물의 형상이 커지기 때문에 직접 건조로에 공급할 경우, 균일한 유량이 되지 않으며, 건조 고화된 입상물(粒狀物)의 건조상태가 고르지 못하고 균일한 수분이 낮은 용재를 얻을 수 없다.

본 발명에서는 분말상의 용재 원료에 물유리를 첨가하여, 혼합 조립된 조립물의 점착력을 없애고, 건조로에 정량적으로 공급하도록 하기 위하여, 예비 건조를 하여 유동이 자유스런 입상물로 하도록하는 저온 소결형 용재의 제조방법에 관한 것이다.

이 경우 예비 건조에서는 건조고화가 직접목적이 아니고, 또 수분을 완전히 제거하는 것도 목적이 아니므로 어느 정도의 불균일한 유동은 문제가 되지 않는다.

60-350℃의 온도로 예비 건조를하는 것은 조립물의 점착력을 없애고, 건조로에 정량적으로 공급할 수 있도록 유동이 자유스런 입상물로 하기 위함이다.

점결재의 물유리중에 함유한 수분을 제거하여, 물유리의 고착력을 얻기 위하여는, 통상 약 120℃이상으로 가열할 필요가 있으나, 가열분위기중에 0.5% 이상의 CO₂가 함유되었을 경우 60℃이상이면 그 목적은 달성된다. 또 350℃를 넘는 고온의 혼련(混鍊) 직후에 수분이 많고, 점도가 높은 조립물이 가열되면 큰덩어리로 되기 쉬워 소정의 입자가 없어지지 않는다.

즉, 예비 건조후의 본 건조에서는 제품 입도에 근사한 입도로 소성되는 것이 입자 내부까지 충분히 소성되기 때문에 바람직하고, 예비건조에서는 조립된 그대로에 가까운 입도로 고화시키는 것이 이상적이다. 예비건조로 큰덩어리가 된 것은 본 건조에서 입있 내부까지 충분히 소성되지 않는데, 예를들면 본 건조전에 그 덩어리를 적당한 입자로 분쇄하고저 하여도 350℃가 넘는 고온으로 가열된 것은 그 고착력이 지나치게 강하므로 분쇄하는 것이 대단히 곤란하다.

예비건조된 입상물은 점착력이 없으므로 서로 결착되어 조대화되는 일이 없고 본(本)건조로에 정량적으로 공급했을 경우, 균일한 유량이 되어 건조 고화된 입상물은 건조상태가 고르고 균일하게 되어 낮은 수분량의 용재를 얻게 된다.

420-600℃의 온도로 정량적으로 회전로에서 본 건조를 하는 것은 입상물을 건조 고화하므로써 균일하고 낮은 수분량의 유동이 원활한 용재로 하는데 있다. 용재의 수분량은 표 1에 도시한 바와 같이 0.25% 함유된 경우, 용접에 결함이 발생하여 건전한 용접 금속으로 하기 위하여는, 용재 수분량을 0.20%이하로 건조할 필요가 있다.

예비건조된 입상물을 정량적으로 회전로에 공급하고, 건조온도를 변화시킨 경우의 용재수분량의 변화를 조사한 결과 표 1에 도시한 바와 같이, 건조온도가 420℃이상이면, 그 목적은 달성된다. 또 600℃이상이되면, 점결제의 물유리가 일부 용해되고, 조립된 입자는 서로 고착되어 큰 입자가 되고 만다. 또한 저온소결형 용재의 원료에 일반적으로 사용하는 탄산석회나 망간철이 변질하여 제품품질을 저하시킨다.

분말상의 용재원료에 점결제의 물유리를 첨가하여 혼합 조립하고, 다음에 이 조립물을 60-350℃의 온도로 예비건조하고 이어서 이 고화된 입상물을 420-600℃의 온도로 정량적으로 회전로에 본건조하여 건조 고화된 용재는 균일한 품질과 우수한 품질을 지니며, 용재 수분량을 건전하고 양호한 용접 금속으로서의 0.2%이하의 것이 된다.

한편 예비건조를 하여 고화된 입상물의 크기는 예를들면, 입자경 3mm이하는 93%, 입자경 3-5mm는 4%, 입자경 5mm 이상은 3% 함유되어 있고, 다음에 이 고화된 입상물을 정량적으로 회전로에서 본 건조를 할때 입자경의 크기에 따라 그 건조 상태가 달라진다. 입자경이 클때에는 가열배소될때 입자의 내부까지 충분히 건조되지 않고, 이에 비하여 입자경이 작을때에는 가열 배소에 따라 입자의 내부까지 충분히 건조된다. 도표 2는 예비건조를하여 고화 건조된 입상물의 크기를 입자경이 3mm 이상과 3mm이하로 선별하고, 이어서 정량적으로 건조온도를 변화시킨 회전로에다 본건조를 하여 건조 고화된 용재의 수분량을 나타내는 것이며, 예비건조를 하여 고화된 입장물을 입자경 3mm 이하로 선별하고 이어서 정량적으로 회전로에서 본 건조를 했을 경우, 건조온도는 370℃에 용재 수분량을 0.2% 이하로 할 수가 있다. 다시 420℃로 건조하면 용재수분량을 더욱 줄일수가 있다. 또 600℃이상이 되면 점결재의 물유리는 일부 용해되며, 조립된 입자는 서로 고착하여 큰 입자가 된고 만다. 또 저온소결형 용재의 원료에 일반적으로 사용하는 탄산석회나 망간철이 변절하여 제품 품질을 저하시킨다. 한편, 예비건조후의 입자경의 선별로 3mm 이상이 된 것은 분쇄되어서 입자경이 3mm 이하로 되어 본 건조에 공급된다. 서브머어지드아아크 용접에 있어서, 용재의 입도구성이 도표 3과 같은 명목으로 편재되어 있을 때, 소위 가스배기가 불량하며, 핏트(pit), 헤링본(herring bone), 폭크마아크(pockmark) 등의 용접 결함을 일으키며, 또 소입열 용접(少入熱溶接)이나 고속용접에서는 융합이 잘되지 않는다. 한편, 도표 4와 같이 거칠게 편재되어 있을 때에는 실드(sealed) 효과가 적어, 핏드, 헤링본, 폭크마아크 및 용접금속의 기계적 성능을 저하시키고, 또 대입열용접(大入熱溶接)에서는 분출등이 생겨 용접 작업성을 약화시켜 용착금속의 외관이 흉하게 된다.

이와 같은 결점을 해결하기 위하여, 본 건조후, 건조고화된 입상물을 분립평량(分立枰量)하여 입자경 840μ이상을 8-37% 840-500μ를 25-65%, 500-297μ를 10-55%, 297-210μ를 0-20%, 210μ이하를 0-13%를 충족시키는 입도 구성으로한 용재는 대단히 용접 작업성이 우수하다.

[표 1]

건조온도와 용재 수분량

[도표 1]

(참고 1) 외열식 로타리 킬튼

증류기의 형상 580

x 6,000

회전수 3.5(r. p. m)

균일온도대의 길이 1,500

증류기의 경사 3

공급량 ; 600Kg/Hr.

건조온도와 용재 수분량

[도표 2]

용재입도분포

[도표 3]

용재입도 분포

[도표 4]

[실시예 2]

앞서의 실시예에 표시한 배합원료의 예를 용재원료로 사용한다.

[실시예 3]

Claims

분말상의 용재(Flux) 원료에 점결제를 첨가하고 혼합, 조립(造粒)한 다음 이 조립물을 60-350℃의 온도에서 예비건조(豫備乾燥)하고 이어서 이 고화된 입상물(입상粒狀物) 중 3mm경 이상의 입자가 실질적으로 함유되지 않도록 선별한 적당입도(粒度)의 입상물만을 420-900℃의 온도에서 정량적으로 킬른(Kiln)에서 본 건조(本乾燥)하므로써 건조고화된 서브머어지드아크 용접용 저온 소결형 용재를 제조하는 방법.