CN102198573A - 一种自动埋弧焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种自动埋弧焊剂的制备方法。以工业废渣为原料,先设定冶炼高温水碎渣和锰矿石的化学成分含量;将以上两种材料混合成含MnO为15~21%的原料,并计算出两种原料的用量;检测出两种原料的化学成份,添加各化学原料使之达到各化学成分含量的要求,进行充分搅拌混均,倒入电炉中进行熔炼,水淬造粒,烘干、筛选成产品。化学组份范围为:SiO226-32%,CaO17-29%,MnO15-22%,Al2O39-16%,CaF28-19%,TiO21-5%,FeO≤2%,S≤0.04%,P≤0.05%,H2O<1%。解决了传统产品中存在的成本高、能耗大、污染重、性能不稳定的问题。

Description

一种自动埋弧焊剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊剂技术领域,具体是一种利用工业废渣生产的自动埋弧焊剂及其制备方法。
背景技术
现有的熔炼型焊剂主要是利用原生矿石,如锰矿石等为主要原材料,通过冶炼的工艺方法生产焊剂产品(如常用品种HJ431),但这些传统的用料和配方都存在如下的问题和困难。
1、成本高,因为矿产资源的不可再生性,优质品位的矿产品在逐年枯竭,价格以惊人的速度在增长,并且购买越来越困难,因此,发展高锰型焊剂不符合我国的资源状况,应该向低锰或无锰型,低能耗,环保型的方向发展。
2、能耗大,传统焊剂产品吨成品能耗在2600KWh/T左右。
3、污染重,传统的用料大都是原生矿,生产过程产生大量SO2等有害气体物。
4、产品的工艺性能和机械性能相对不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用工业废渣生产的新型自动埋弧焊剂,其能耗低、成本低、不产生新的工业废渣、没有二次污染。
本发明的技术方案是利用铁合金冶炼炉(有渣法)的高温水碎渣—Si-Mn合金渣、炼钢炉废弃的保温材料,如碳镁耐火砖,铬镁耐火砖,高铝耐火砖、炼铁高炉中的泡渣等,对这些材料进行破碎筛选,再通过科学合理的配方,搅拌均匀,在微机控制的电炉中进行物理的和化学反应,制成焊剂。
自动埋弧焊剂的制备方法按以下步骤进行:
1)先设定冶炼高温水碎渣和锰矿石的化学成分含量;
2)将以上两种材料混合成含MnO为15~21%的原料,并计算出两种原料的用量;
3)检测出两种原料的化学成份,根据各化学成份的含量来添加各化学原料,进行充分搅拌混均,使之达到各化学成分含量的要求;
4)将混均的原料倒入电炉中进行熔炼,待还原、化合反应充分完成后,进行水淬造粒,将造粒后的半成品,进行烘干、筛选,包装成产品。
所述的工业废渣还有炼钢炉废弃的保温材料炭镁耐火砖、铬镁耐火砖、高铝耐火砖、炼生铁高炉中的泡渣等。
按上述的方法制备的自动埋弧焊剂的化学组份范围为:SiO2 26-32%, CaO 17-29%,MnO 15-22%,Al2O3 9-16%,CaF2 8-19%,TiO2 1-5%,FeO ≤2 %, S ≤0.04% ,P≤0.05%, H2O <1% 。
较优的自动埋弧焊剂的化学组份为:SiO2 30.48%, CaO 27.17%,MnO 16.38%,Al2O3  10.34%,CaF2 10.91%,TiO2 2.17%,  FeO 1.86%,S 0.018%,P 0.012%,H2O 0.66%。
本发明用料大都采用工业冶炼过的废渣熟料,经估算可降60%以上有害气体物排放,且整个生产工艺过程不产生新的工业废渣,没有二次污染。
本焊剂试焊过程起弧快、维弧稳定,焊接迅速,脱渣容易,焊缝过度平滑,抗气孔,裂纹能力强,机械强度高。本产品广泛应用于石油、化工、造船、制管、建筑、桥梁、军工、航天航海、核动力等领域。
具体实施方式
实施例1:
1、经检测冶炼高温水碎渣的化学成分含量为:(%)
FeO   SiO2   MnO   CaO   Al2O3   S    P      H2O
4     40      5     29      7    0.04  0.03    14.93
锰矿石的化学组份为:(%)
FeO   SiO2  MnO   CaO   Al2O3    S     P     H2O
3     19     30     30      3    0.02   0.01   14.97
2、将以上两种材料混合成含MnO为19%的原料,设料的总量为115kg,高锰矿石含量为Xkg,则:
30X+(115-X)5=115×19   X=64.40kg
冶炼高温水碎渣为:115-64.40=50.60kg
3、检测出两种原料的化学成份,并计算混合料的化学组份:(%)
SiO2  :50.6×0.43+64.4×0.19=33.994÷115=29.56
CaO :50.6×0.3+64.4×0.33=36.432÷115=31.68
MnO :50.6×0.05+64.4×0.3=21.85÷115=19
Al2O3:50.6×0.07+64.4×0.03=5.474÷115=4.76
S   :50.6×0.04%+64.4×0.02%=0.03312÷115=0.0288
P   :50.6×0.0003+64.4×0.0001=0.02162÷115=0.0188
H2O :50.6×0.1493+64.4×01497=17.19526÷115=14.9524
4、根据各化学成份的含量来添加各化学原料,取含Al2O3为98%以上的铝粉7.24kg,含CaF2为98.6%的莹石精粉12.66kg,含TiO2为99%的钛白精粉2.52kg,将它们加入到115kg的混合料中,进行充分搅拌混均,倒入电炉中进行熔炼,待还原、化合反应充分完成后,进行水淬造粒;
5、将造粒后的半成品,进行烘干、筛选,包装成产品。
所得产品(自动埋弧焊剂)的化学组份为:(%)
SiO2   CaO   MnO   Al2O3     CaF2   TiO2   FeO    S       P      H2O
30.48  27.17  16.38   10.34   10.91   2.17    1.86   0.018   0.012    0.66 。
实施例2:
1、经检测冶炼高温水碎渣的(Si-Mn渣)的化学成分为:(%)
SiO2   CaO   MnO     Al2O3    Feo   H2O     S      P
36     28      8        10      5    12.9    0.09   0.01
锰矿石的化学组份为:(%)
SiO2   CaO   MnO    Al2O3   FeO    H2O    S      P
16     28    22       15      4     14.9   0.06    0.04
2、将以上两种材料混合成含MnO为15%的原料,设总量为115kg,锰矿石为Xkg,则:
22X+(115-X)×8=115×15   求X=57.5kg
工业渣为:115-57.5=57.5 kg
3、计算混合料的化学组份为:(%)
SiO2  :(36+16)÷2=26
CaO :(28+28)÷2=28
MnO :(8+22)÷2=15
Al2O3:(10+15)÷2=12.5
FeO :(15+18)÷2=16.5
H2O :(12.9+14.9)÷2=13.90
S   :(0.09+0.06)÷2=0.075
P   :(0.01+0.04)÷2=0.025
4、根据各化学成份的含量来添加各化学原料,取含CaF2为98.8%的莹石精粉9kg,含TiO2为99%的钛白粉1.1kg,将它们混合到115kg混合料中,进行充分搅拌混均,倒入电炉中进行熔炼,待还原、化合反应充分完成后,进行水淬造粒;
5、将造粒后的半成品,进行烘干、筛选,包装成产品。
所得产品(自动埋弧焊剂)的化学组份为:(%)
SiO2   CaO  MnO  Al2O3    CaF2   TiO2   FeO   S     P    H2O
27.95  28.30  15.8    15    9.16   1.12    2    0.02  0.03   0.62
实施例3:
1、经检测冶炼高温水碎渣的(Si-Mn渣)的化学成分为:(%)
SiO2   CaO   MnO    Al2O3   FeO    H2O     S      P
44     17    10       7       6     15.9    0.06   0.04
锰矿石的化学组份为:(%)
SiO2   CaO   MnO   Al2O3   Feo    H2O     S     P
20     18    33     11      4.8   13.12    0.05  0.03
2、将以上两种材料混合成含MnO2为21%的原料,设总量为115kg,锰矿石含量为Xkg,则:
33X+(115-X)×10=115×21   求X=55kg
工业渣为:115-55=60 kg
3、计算混合料的化学组份为:(%)
SiO2  :(50×0.44+60×0.2)÷115=29
CaO :(50×0.17+60×0.18)÷115=19.3
MnO :(50×0.1+60×0.33)÷115=24.8
Al2O3:(50×0.07+60×0.11)÷115=10.10
FeO :(50×0.06+60×0.048)÷115=5.11
H2O :(50×0.159+60×0.1312)÷115=15.822
S :(50×0.0006+60×0.0005)÷115=0.052
P :(50×0.0004+60×0.0003)÷115=0.048
4、根据各化学成份的含量来添加各化学原料,取含CaF2为97.8%的莹石精粉16kg、含TiO2为98%的钛白粉3.6kg,将它们混合到115kg混合料中,进行充分搅拌混均,倒入电炉中进行熔炼,待还原、化合反应充分完成后,进行水淬造粒;
5、将造粒后的半成品,进行烘干、筛选,包装成产品。
所得产品(自动埋弧焊剂)的化学组份为:(%)
SiO2   CaO   MnO   Al2O3    CaF2   TiO2   FeO   S    P    H2O
31.6   17.4   21.3     9.7    15.1    2.6    1.8   0.03  0.01  0.46。

Claims (4)

1.一种自动埋弧焊剂的制备方法,其特征是以工业废渣为原料,工业废渣为冶炼高温水碎渣和锰矿石,按以下步骤进行:
1)先设定冶炼高温水碎渣和锰矿石的化学成分含量;
2)将以上两种材料混合成含MnO为15~21%的原料,并计算出两种原料的用量;
3)检测出两种原料的化学成份,根据各化学成份的含量来添加各化学原料,进行充分搅拌混均,使之达到各化学成分含量的要求;
4)将混均的原料倒入电炉中进行熔炼,待还原、化合反应充分完成后,进行水淬造粒,将造粒后的半成品,进行烘干、筛选,包装成产品。
2.根据权利要求1所述的自动埋弧焊剂的制备方法,其特征在于所述的工业废渣还有炼钢炉废弃的保温材料炭镁耐火砖、铬镁耐火砖、高铝耐火砖、炼生铁高炉中的泡渣。
3.按权利要求1所述的自动埋弧焊剂的制备方法制备的自动埋弧焊剂,其特征在于自动埋弧焊剂的化学组份范围为:SiO2 26-32%, CaO 17-29%,MnO 15-22%,Al2O3 9-16%,CaF2 8-19%,TiO2 1-5%,FeO ≤2 %, S ≤0.04% ,P≤0.05%, H2O <1% 。
4.根据权利要求2所述的自动埋弧焊剂,其特征在于自动埋弧焊剂的化学组份为:SiO2 30.48%, CaO 27.17%,MnO 16.38%,Al2O3  10.34%,CaF2 10.91%,TiO2 2.17%,  FeO 1.86%,S 0.018%,P 0.012%,H2O 0.66%。
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20110928

Assignee: Yunnan Aoyun Welding Technology Co.,Ltd.

Assignor: Jiang Caiyin

Contract record no.: 2012530000075

Denomination of invention: Automatic submerged arc welding agent and preparation method thereof

License type: Exclusive License

Record date: 20120917

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
PP01 Preservation of patent right
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Effective date of registration: 20200514

Granted publication date: 20121024

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Date of cancellation: 20230514

Granted publication date: 20121024

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20121024