IT8224036A1

IT8224036A1 - Procedimento per la saldatura a riporto e lega protettiva, resistente al logorio

Info

Publication number: IT8224036A1
Application number: ITMI1982A024036A
Authority: IT
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1984-05-03
Also published as: IS2763A7; IT1153345B; WO1983001588A1; DE3144148C2; CH653936A5; FR2515551A1; US4521663A; IS1257B6; ES8400907A1; FR2515551B1; US4584019A; NL8220377A; NL191933C; DE3152955C1; IT8224036A0; ES516996A0; DE3144148A1; NL191933B

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

Descrizione del trovato

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la applicazione di materiali supplementari, su superfici fortemente sollecitate, di pezzi di macchine e di apparecchiature, realizzate in Leghe di ferro, contenenti carbonio e manganese, in particolare quelle leghe, che trovano impiego nell'industria, lavorante il carbonio, in particolare per la fabbricazione di elettrodi per l'elettrolisi del flusso di colata di alluminio, secondo Hall-H?roult, per proteggere questi pezzi contro un logorio ed inoltre, il trovato si riferisce ad una lega di protezione contro il logorio.

Per la messa a disposizione di masse, usate per la fabbricazione di elettrodi, in particolare di anodi per l'elettrolisi dei flusso di colata, per la produzione di alluminio, secondo il procedimento Hall-H?roult, grandi . quantit? di materiale, contenente carbonio, ad esempio coke di differente tipo, resti di anodi, leganti per catrame e pece, vengono trasportati, frantumati, macinati, classificati e mescolati. Le apparecchiature che trovano impiego, come ad esempio frantumato!, mulini, mescolatori, impianti di trasporto ecc. , sono sottoposte ad un logorio intenso. Ci? viene affrontato con accorgimenti in parte molto differenti.

In caso di parti di macchine e di apparecchi, realizzati con materiali contenenti ferro, oltre alla spruzzatura a fiamma ed il rivestimento con materiali ceramici, ? diventata nota 1 ogori ? .

Nell ' industria lavorante carbonio, in particolare per la fabbricazione di elettrodi per la produzione di alluminio per le apparecchiature trovanti impiego per la lavorazione del carbonio sotto forma di coke di petrolio, coke di pece e antracite, come pure per lo sminuzzamento dei corpi di carbone sintetico, i quali elettrodi vengono prodotti con i materiali grezzi prima menzionati, con l?impiego di leganti contenente pece e catrame, per diminuire il logorio, secondo lo stato anteriore della tecnica prima menzionato per la saldatura di riporto, ad esempio in caso di materiale di base costituito dalle leghe di ferro contenente carbonio e manganese, trovano impiego fili di riempimento aventi la seguente composizione:

C = c a . 5 , 5%

Cr - c a. 20,0 - 23,0%

Mn = ca. 0,5%

Si = ca. 0,5%

Mo = ca. 6, 0 - 8,0%

Nb = ca. 6,0 - 8,0%

W = ca. 2,0%

V = cd. 1,0%

Fe = Resto

(Qui e in tutte le indicazioni seguenti, riferentisi ad una percentuale, si desidera indicare le percentuali di peso).

Con questo materiale aggiuntivo reperibile sul mercato (ad l'applicazione di materiali, resistenti al logorio, applicati mediante saldatura elettrica ad arco di luce. Uno dei contraccorgimenti noti per evitare una rottura prematura in caso di pezzi altamente sollecitati, consiste nell'impiego di soluzioni composite, in particolare, nell'applicazione di materiali duri su un materiale di base molto tenace.

In ogni caso, ? necessario adattare la composizione dello strato di protezione al caso di impiego specifico e in tal caso, sono di importanza sia il tipo delle azioni fisiche, come ad esempio l'abrasione e/o la decomposizione come pure anche l'adesione e le caratteristiche chimiche, in particolare per quanto riguarda reazioni tribochimiche del materiale, che provoca il logorio ed in particolare le temperature di funzionamento.

Lo stato anteriore della tecnica, dettagliato ed inerente alla tecnologia di protezione contro il logor?o, viene rispecchiato nella pubblicazione "Aufbereitungs-Technik Nr. 10, 1979", in particolare viene trattato il procedimento della saldatura a riporto alle pagine 562 - 565.

Per la saldatura a riporto, ?, diventato noto un procedimento protettivo per il quale sul materiale di base contenente ferro, si applica dapprima un cosiddetto strato tampone, e, a tale scopo, trovane impiego ad esempio elettrodi di filo costituiti da un tubicino con un diametro intorno a 3 mm,? nonch? con una corrente di saldatura da 300 a 350 amp?re. Sullo strato tampone viene applicato il vero e proprio strato protettivo contro il esempio ditta Kestra Schweisstechnik GmbH & Co. KG, 404 Neuss, Rep.Fed.Germ . ) , si ottiene una durezza da 59 - 64 HRC a temperatura d'ambiente, oppure una durezza da 40 - 44 HRC a temperature di lavoro intorno a 600?C. Si pu? con questo o con un materiale simile, in caso di impiego di apparecchi di saldatura idonei, realizzare uno strato protettivo contro il logorio con un buon legame tra il materiale di base e lo strato p rotettivo .

L'effetto diminuente il logorio degli strati applicati, non soddisfa per? in pratica. Durante un funzionamento permanente degli impianti, come ? usuale nelle industrie indicate, lo strato antilogorio applicato viene consumato rapidamente. E? pertanto necessario, ripetere gi? dopo poche settimane l'applicazione dello strato protettivo contro il logorio e ci? comporta costi di manutenzione notevoli e provoca costi di esercizio elevati, a causa dell'indesiderato fermo dell'impianto.

Scopo della presente invenzione ? di aumentare l'effetto di protezione contro il logorio per pezzi di macchine e di apparecchiature realizzate in leghe ferrose, contenenti carbonio e manganese, in particolare per apparecchiature che vengono usate prevalentemente nell'industria lavorante il carbonio, in particolare, per la produzione di elettrodi per la produzione di alluminio, migliorando la loro resistenza e cio? la durata dei singoli gruppi.

L'inventore si ? posto il compito di cercare soluzioni, che risultano vicine alla pratica quotidiana, che possono essere eseguite non solamente da specialisti ma anche dal personale di manutenzione, presente generalmente nell'azienda, potendo effettuare l'intervento a tempo ridotto e con successo. Gli impegni economici dovrebbero per? rimanere nell'ambito confrontabile con lo stato della tecnica analogo, dato che senza queste premesse secondarie bisognerebbe applicare tecnologie pi? avanzate per la soluzione dello scopo indicato, tecnologie che durante la pratica quotidiana aziendale non possono trovare impiego, perch? provocano costi notevoli a causa del fermomacchina necessario.

La soluzione dello scopo posto, pu? avvenire sia dal lato del procedimento come pure anche dal lato del materiale.

Con l'impiego di un rrjateriale supplementare che secondo lo stato anteriore della tecnica presenta notoriamente buone caratteristiche protettive antilogorio per lo scopo indicato, ad esempio con la lega sopra indicata, lo scopo del trovato viene raggiunto una volta per il fatto che la saldatura a riporto avviene con l'ausilio di filo di riempimento e con corrente continua in atmosfera ambientale e cio?, senza gas protettive e che la potenza della corrente, a seconda del diametro del materiale aggiunto, viene scelta in modo tale che il quoziente S = potenza di ccrrente/dia metro (amp?re/mrn) si trova nell'ambito da 70 - 80, vantaggiosamente intorno a 75.

Eventualmente, in caso di impiego di uno strato-tampone, il corrispondente quoziente P e cio? P = potenza della corrente per l'applicazione dello strato-tampone/diametro del filo impiegato (amp?re/mm) deve trovarsi tra 120 e 160, vantaggiosamente deve essere il doppio del valore S.

Risulta vantaggioso sia per lo strato tampone come pure anche per lo strato di protezione contro il logorio di utilizzare un materiale aggiuntivo della stessa composizione . Un ulteriore vantaggio viene ottenuto, se' il procedimento concepito seconde la presente invenzione, a seconda del contenuto di carbonio e di manganese del materiale di base, viene effettuato nel seguente modo:

1. Materiale di base con un contenuto di carbonio fino al massimo dello 0,22% ed un contenuto di manganese uguale/maggiore per 5 volte del contenuto di carbonio, viene munito senza strato-tampone con lo strato di proiezione contro il logorio ;

2. Materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore dello 0,22% e con un contenuto di manganese maggiore/uguale 5 volte al contenuto di carbonio

a) nei casi in cui ? possibile un riscaldamento preferibilmente a circa 200 - 400DC, vantaggiosamente a 160 - 250?C viene preriscaldato e mediante saldatura si applica lo strato di logorio a questa temperatura e senza strato-tampone ;

b) nei casi in cui non ? possibile un preriscaldamento si applica uno strato-tampone e, a strato-tampone ancora caldo, intorno a 350?C , si applica lo strato di logorio definitivo.

3. 11 materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore/uguale allo 0,22% e con un contenuto di manganese, inferiore a 5 volte del contenuto di carbonio, viene munito di uno strato-tampone fatto raffreddare a temperat?ra ambiente e successivamente, viene applicato lo strato di logorio mediante saldatu ra.

Nei casi 1 e 3, l'applicazione dello strato di protezione deve avvenire a temperature preferibilmente basse e cio? preferibilmente a temperature inferiori a 180?C. Ci? pu? avvenire ad esempio mediante i seguenti accorgimenti singolarmente o in combinazione :

- scarico termico mediante bloccaggio del pezzo tra blocchi di metallo con buona conduzione termica

- ,3 pplicaz?one ad intermittenza dello strato resistente al logorio, prevedendo che ai punti di saldatura si offre sempre nuovamente la possibilit? di raffreddare (con la lavorazione di pi? pezzi in un circuito quasi non si perde del tempo)

- saldatura pulsante con una frequenza di pulsazione di circa 2,5 impulsi/sec.

L'effetto del procedimento, concepito secondo la presente invenzione, viene aumentato essenzialmente con una idonea sintonizzazione tra il tipo di materiale di saldatura e la corrente di saldatura. Particolarmente favorevoli per- ottenere le temperature basse sopra menzionate e molto favorevoli, sono diametri preferibilmente ridotti. Diametri solamente di 1,6 mm -ci? dovrebbe essere il diametro minimo che oggi ? possibile per la produzione di fili, di saldatura altamente legati - sono idonei e richiedono le pi? basse potenze di corrente. Diametri pari a 2,4 mm si sono dimostrati particolarmente utili, sia dal punto di vista del loro uso, come pure anche per quanto riguarda i risultati ottenuti. In ogni caso, la corrente di saldatura per l'applicazione dello strato di protezione contro il logorio, risulta pi? basso nel procedimento secondo la presente invenzione che quello indicato dallo stato anteriore della tecnica. Si trova notevolmente al di sotto della corrente di saldatura indicata dal produttore del materiale di aggiunta nelle relative norme d'use. Come sorgente di corrente, bisogna impiegare un raddrizzatore con una caratteristica molto piatta per la tensione, per potermantenere la bassa corrente di saldatura.

11 pezzo previsto per l'applicazione dello strato protettivo contro il logorio, deve essere liberato di impurit?. In particolare, bisogna effettuare una intensa pulizia, liberando il pezzo da particelle di carbonio attaccate, dato che queste in caso di non eliminazione accurata, aumentano il contenuto di carbonio in corrispondenza della superficie del materiale di base e pertanto, vengono create altre condizioni di saldatura. Per la pulizia si prestano secondo la presente invenzione dei gas caldi ridotti, ad esempio fiamme con un leggero eccesso di propano, ed in tal caso, il pezzo pu? essere riscaldato a temperature fino a ca.

300? C. La pulizia ? da continuare fino al termine della formazione di gas dei prodotti di decomposizione. Eventualmente, avviene in successione il posttrattamento meccanico come era fin' ora usuale, ad esempio sabbiatura, per eliminiare i residui di composizione attaccati. / Durante esperimenti, fatti per risolvere lo scopo del trovato dal lato materiale, si ? dimostrato che in leghe protettive contro il logorio, un contenuto di silicio nella misura del 3 - 4,5 %, in particolare del 4 - 4,5 %, aumenta sorprendentemente la durata dello strato applicato mediante saldatura a riporto. Inoltre, si ? dimostrato, che un aumento della durata ? da ottenere, se supplementarmente il contenuto di manganese si trova nell'ambito da 1,5 - 2% . L'effetto del contenuto di silicio o di silicio e di manganese indicato, ? particolarmente vantaggioso, se contemporaneamente viene aggiunto carbonio nell'ambito maggiore/uguale d'el 5,5 %. Un ulteriore aumento della durata poteva essere ottenuto per il fatto, che il procedimento concepito secondo la presente invenzione, veniva effettuato con materiali additivi, che contenevano gli elementi menzionati singolarmente o con pi? successo in combinazione, con le quantit? indicate.

Secondo l' invenzione, una lega di saldatura trovantesi nell' ambito della seguente composizione:

C = 5,5 - 6,5 %

Cr = 12,0 - 13,0 ?

Mn = 1,5 - 2,0 ?

Si 3.5 - 4,5 %

Mo 7,0 - 8,0 %

Nb 7,0 - 8,0 %

W 1.5 - 2,0 %

V 1,0 1,5 %

Fe = 61,0 - 54,5 %

conferiva una eccezionale proiezione contro il logorio ed in particolare, la composizione della lega:

C = 5,5 %

Cr = 12,5 %

?v?n 2,0 %

Si = 4,0 %

MO 8,0 %

Nb 8,0 %

V 2,0 %

V 1,0 %

Fe = 57,0 %

presentava caratteristiche eccezionali, per ridurre il logorio. I limiti indicati sono dovuti ad oscillazioni di fabbricazione. L'impiego di una lega di questo genere, ? consigliabile in particolare a temperature d'uso fino a 800? C, ed in quei casi bisogna accettare la ridotta caratteristica autopulente , che ? tipica per queste leghe.

II procedimento, concepito secondo la presente invenzione, con l?impiego della lega di saldatura proposta secondo l?invenzione, i

come materiale aggiuntivo, consente di ottenere uno strato protettivo, contro il logorio ottimale per pezzi di macchine e di ? apparecchiature di materiale ferroso, contenente carbonio e manganese, in particolare quei materiali, che trovano impiego nell?industria lavorante il carbonio. / Gli strati di protezione contro il logorio, applicati secondo la presente invenzione, in particolare con l?impiego delle leghe proposte secondo il trovato, sono meno duri che in caso di

impiego delle norme e dei consigli di lavorazione usuali. Cos?,

ad esempio, in caso di impiego della composizione di lega, prevista secondo il trovato e menzionata per ultima, con l'impiego della nota tecnica di applicazione a temperatura abbiente, si ottengono durezze nell'ambito di 60 HRC e di pi?;

secondo il procedimento, concepito secondo il trovato, si ottengono per? solamente ca. 50 HRC. Inoltre, come conseguenza ~ della tecnica d'applicazione, prevista secondo la presente invenzione, in caso di impiego della lega proposta, secondo il trovato, si manifesta, che lo strato di saldatura presenta un

aspetto meno bello e cio?, risulta eseguito in modo irregolare e

che crea l'impressione, che lo strato di saldatura non sia saldamente collegato col materiale di base. La pratica dimostra

per?, che il collegamento ? sufficientemente saldo e che non si presenta un distacco o uno screpolamento e che inoltre, le caratteristiche dello strato protettivo, che frenano il logorio,

non vengono influenzate negativamente mediante mescolamento con

il materiale di base.

Sia il procedimento, concepito secondo la presente invenzione, come pure anche la lega proposta, secondo il trovato, risultano talmente vantaggiosi, da non rendere forzatamente necessario di realizzare le parti della macchina, esposte al logorio, mediante un materiale di base altamente legato. E' sufficiente, realizzare i pezzi della macchina con materiali ferrosi economici, munire dette parti, secondo il procedimento proposte con l'invenzione, di uno strato di protezione contro il logorio, che ? costituito da un noto materiale o in modo pi? vantaggioso, dal materiale additivo, proposto secondo l'invenzione.

Mediante gli esempi comparativi, ? desiderato chiarire in seguito 1 ' invenzione .

Esempio comparativo 1

Durante lo sminuzzamento di coke di petrolio e resti anodici in un mulino a martelli, si manifesta principalmente un logorio martellante e drivante da sollecitazioni di spinta.

In caso di un passaggio di 5 t di coke all'era, i martelli originali, costituti di acciaio C35 con lo 0,35 % di carbonio e lo 0,35 % di manganese, che erano temprati in superficie con una profondit? di 1 mm, con un foro avente 50 mm di diametro e con una lunghezza di 200 mm , una larghezza di 100 mm e uno spessore di 30 mm, nonch? con un peso di 4,3 kg, dopo 240 ore detti martelli erano talmente logorati da non poter permettere un ulteriore loro impegno. Il peso del martello si riduceva a 2,4 kg (valore medio).

a) Lo stesso martello, che non era per? temprato e che risultava levigato sui due lato longtudinali come pure sul lato frontale per sempre 5 mm, in modo da presentare le misure di 195 mm di lunghezza, 90 mm di larghezza e 30 mm di spessore, veniva munito sulla superficie frontale e per met? sulle due superfici longitudinali di uno strato protettivo contro il logorio, composto da un materiale di aggiunta F - EH Cr 65, la cui composizione corrispondeva ^ approssimativamente alla lega menzionata a pagina 3, prodotta dalla ditta Kestra e la misura originaria del materiale veniva nuovamente riprodotta in questi punti. L'applicazione avveniva con un filo, avente diametro di 2,4 mm, seconde le indicazioni della ditta produttrice del materiale aggiuntivo e con 250 amp?re, che portava ad un quoziente S di 104. Dopo 2000 ore di funzionamento, con un passaggio di 5 t di coke all'ora, il peso del martello si era ridotto da 4,3 kg originari a 3,1 kg, in tal caso, solamente una percentuale ridotta della perdita di peso era da attribuire all?assottigliamento della parte non protetta del martello.

b) Lo tesso martello veniva rivestito con lo stesso strato di protezione contro il logorio, corne nell'esempio precedente e nello stesso modo preposto, secondo l'invenzione. Lo strato lampone e lo strato di protezione al logorio, erano costituiti dallo stesso materiale del filo con un diametro di 2,4 mm. Lo strato tampone veniva applicato con 360 amp?re e lo strato di logorio, dopo il r afreddamento del pezzo, con 180 amp?re, che portava ad un quoziente di P = 150 e S = 75. Dopo 2000 ore di lavoro, alle stesse condizioni di passaggio di materiale come per l'esempio (a ), il peso iniziale del martello s? riduceva da 4, 3 kg a 3,5 kg. La durata migliorava notevolmente, rispetto all'esempio (a). Esempio comparativo 2

a) Su un martello con le stesse masse e avente lo stesso scopo come impiegato nell'esempio comparativo 1, realizzato per? in acciaio normale, contenente lo 0,12 % di carbonio e lo 0,7 % di manganese, le superfici analoghe, venivano rivestite con uno strato di protezione contro il logorio, con uno spessore di 5 mm del materiale aggiuntivo F - EH Cr 65 della ditta Kestra e, secondo l'indicazione del produttore, si lavorava con un filo di 2,4 mm a 300 amp?re, il che corrisponde ad un quoziente S di 125. Dopo 2000 ore di funzionamento, con le stesse condizioni di passaggio, come nell'esempio comparativo 1, il peso del martello si riduceva da 4,3 kg iniziali a 3,3 kg.

b) Per lo stesso martello con l'impiego dello stesso materiale aggiuntivo come impiegato in (a), il materiale aggiuntivo sempre con lo stesso spessore di 5 mm , veniva applicato, secondo il procedimento concepito secondo l'invenzione, solamente a 175 amp?re, che corrisponde ad un quoziente S pari a. 73- Dopo 2000 ore di lavoro, con un passaggio di materiale analogo, come indicato per gli esempi precedenti, il peso del martello si riduceva solamente a 3,7 kg. Pertanto, la durata era notevolmente aumentata rispetto all'esempio precedente,

c) 11 martello e lo svolgimento delle operazioni erano gli stessi come per l'esempio (b), veniva per? impiegato il materiale additivo proposto secondo l'invenzione, con la composizione C = 6,5 %, Cr = 13 %, Mn - 2 %, Si = 4,5 %, M o = ? %, Nb = 8 %, W 2 %, V = 1,5 %, Fe = 54,5 %. Dopo 2000 ore di funzionamento, il martello aveva mantenuta la forma originaria; con l'occhio non si poteva rilevare in partica nessun logorio. La perdita di peso, che si basava praticamente solo sul logorio della parte non protetta del martello, era solamente di 100 gr. Il martello poteva essere reimpiegato ulteriormente e senza lavori di manutenzione. Esempio comparativo 3

14 e se ola tori vengono utilizzati durante la fabbricazione di anodi per l'industria dell'alluminio per un mescolamento intense delle masse, contenenti carbonio a temperature di 250 - 2800 C. Le ali trovantisi su un albero, sono costituite in stato originale di acciaio con lo 0,46 % di carbonio e lo 0,7 % di manganese. Lo stesso materiale viene utlizzato per i denti del mescolatore, che si trovano su piastre rinforzate, disposte a guisa di tubo. Le piastre rinforzate originali seno realizzati in acciaio 120 Mn 12 con un contenuto dell' 1,2 % di carbonio e del 12 % di manganese .

In stato originale, in condizione di funzionamento normale, le ali ed i denti sono completamente logorati dopo 1500 ore di rotazione; l'intero materiale ? consumato in modo che il mescolatore non ? pi? in grado di lavorare. Le piastre rinforzate durano leggermente di pi?. Dopo 1800 ore di rotazione, anche queste piastre sono consumate e completamente inutilizzabili. La riparazione richiede un tempo di fermo pari a 2 giorni, dato che sia le piastre, come pure anche le ali ed i denti devono essere sostituiti completamente, il che richiede lo smontaggio dell'albero.

Uno strato di protezione contro il logorio, applicato secondo le norme di impiego a 300 amp?re sulle piastre rinforzate, realizzando lo strato mediante materiale aggiuntivo filiforme del tipo F - EH Cr 65, con un diametro di 2,4 mm, ? prodotto dalla ditta ?Cestra, consente di ottenere un quoziente S di 125 e, detto strato era svanito completamente e localmente, dopo 9000 ore di funzionamento. Parzialmente, le piastre presentavano fori. Queste piastre dovevano essere sostituite con altre, le altre piastre potevano essere protette in loco, mediante l'applicazione con saldatura a riporto.

Uno strato di protezione contro il logorio analogo, veniva applicato nello stesso modo su una ala. Dopo 9000 ore di funzionamento, l?ala era accorciata e richiedeva l'applicazione di un nuovo strato protettivo, applicato mediante saldatura a riporlo .

b) Sia le piastre, come pure anche le ali ed i denti venivano muniti con uno strato, avente spessore di 5 mm del materiale aggiuntivo F - EH Cr 65 della ditta Kestra e, l'applicazione veniva effettuata secondo il procedimento proposto secondo il trovato. Trovava impiego un filo di riempimento con un diametro di 1,6 mm e con l'uso di corrente continua, fornita da un raddrizzatore con una caratteristica molto piatta per la tensione. In tutti i casi, veniva applicato dapprima uno strato tampone con uno spessore approssimativo di 3 mm a 250 amp?re, che corrispondeva ad un quoziente P di 156. Per le piastre, lo strato di protezione contro il logorio, costituito dallo stesso materiale aggiuntive, veniva applicato in seguito, con uno strato tampone ancora caldo a 337? C, misurato con un termometro di contatto, all'inizio dell'applicazione dello strato di protezione contro il logorio e, sulle ali e sui denti veniva applicato solo dopo il raffreddamento del pezzo a temperatura d'ambiente e si lavorava sempre con 125 amp?re, il che portava ad un quoziente S pari a 78 = 0,5. P. Con una lavorazione alternante delle a li e dei denti, in un circuito si poteva evitare un riscaldamento eccessivo dei pezzi. Dopo S000 ore di lavoro, lo strato di logorio copriva ancora completamente tutti i pezzi. Solo dopo 12000 ore di funzionamento, si poteva notare sulle piastre un'asportazione locale dello strato di protezione contro il logorio. Le ali mostravano a 12000 ore di funzionamento, approssimativamente le stesse condizioni, come quelle dell?esempio (a) dopo 9000 ore di funzionamento. I denti erano pure accorciati dopo 12000 ore di funzionamento. Per?, in questo stato sia le ali come pure i denti potevano essere muniti di nuovo di uno strato di protezione contro il logorio, ed in tal caso, i pezzi come, indicato prima venivano puliti secondo l'invenzione, con una fiamma, contenente un eccesso di propano. Lo smontaggio dell'albero non ero per? necessario.

c) Piastre come pure anche le ali ed i denti, venivano trattati in modo analogo come nell?esempio precedente (b), per? con la differenza, che il materiale additivo, concepito secondo il trovato, trovava impiego con una composizione: C = 5,5 %, Cr = 12,5 %, Mn = 2,0 %, Si = 4,0 %, Mo - 8,0 %, ?db = 8,0 %, W = 2,0 %, V = 1,0 %, re = 57,0 %. Durante controlli, dopo SOOO e 12000 ore di funzionamento, su tutti i pezzi non era da accertare in pratica alcun logorio. Solamente dopo 16000 ore di funzionamento, ? stato notato un logorio. Per?, lo strato di protezione non era attraversato in nessun punto, in modo che sarebbe stato possibile un'ulteriore funzionamento. Preventivamente, senza strato tampone, ? stato applicato un nuovo strato di protezione contro il logorio.

Con il procedimento, concepito secondo la presente invenzione e con l'impiego del materiale additivo proposto, secondo il trovato, il dispendio della revisione rispetto al tempo indicato nell'esempio (a ), poteva essere diminuito per ca. il 50 % e rispetto a personale addetto necessario, addirittura per il 65 % .

Ri v e n d i c a z i o n i

1. Procedimento per l'applicazione di strati di protezione contro il logorio, di materiali additivi contenenti ferro e altamente legati, su materiale di base costituito da leghe ferrose, contenenti carbonio e manganese, che trovano in particolare impiego nell'industria, lavorante il carbonio, mediante saldatura a riporto in atmosfera ambientale, con l?ausilio di materiale additivo a forma di filo, caratterizza to dal fatto, che la potenza della corrente, a seconda del diametro del filo di riempimento, viene scelta in modo tale, che il quoziente 5 = potenza della corrente/diametro ( a rnp?re/mm } , si trovi nell'ambito da 70 - 80, vantaggiosamente intorno al valore di 75 e che eventualmente, in caso di impiego di uno strato tampone, il corrispondente quoziente P 120 - 160 corrisponde vantaggiosamente al doppio di S.

2. Precedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che per lo strato tampone e per lo strato di protezione contro il logorio, trova impiego un materiale additivo della stessa composizione chimica.

3- Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che in caso di un materiale di base con un contenuto di carbonio fino al massimo dello 0,22 % e un contenuto di manganese maggiore/uguale 5 volte del contenuto di carbonio, lo strato di protezione contro il logorio viene applicato direttamente sul materiale di base.

4. Procedimento, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatte, cne in caso di un materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore dello 0,22 % e con un contenuto di manganese maggi ore/uguale di 5 volte del contenuto di carbonio a) in casi, in cui ? possibile riscaldare primariamente il materiale di base, questo viene preriscaldato a 200 - 400? C, vantaggiosamente da 180 - 250? C, e che lo strato di protezione contro il logorio viene applicato a questa temperatura direttamente sul materiale di base;

b) nei casi, in cui non ? possibile un preriscaldamento del materiale di base, questo ? munito di uno strato tampone e che in caso di strato tampone ancora riscaldato a 350? C, viene applicato le strato di protezione contro il Logorio definitivo.

5. Procedimento, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatte, che in caso di materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore dello 0,22 % ed un contenuto di manganese inferiore per 5 volte del contenuto di carbonio, si applica dapprima uno strato tampone e, dopo il raffreddamento di questo alla temperatura d'ambiente, si applica lo strato di protezione contro il logorio a temperatura d'ambiente.

6. Procedimento, secondo la rivendicazione 3 o 5, caratterizzato dal fatto, che l'applicazione dello strato di logorio avviene in modo intermittente.

7. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che lo strato di superficie del materiale di base, viene pulito con gas caldi riducenti e che la saldatura di riporto avviene solamente dopo il raffreddamento.

8. Materiale additivo altamente legato, contenente ferro, per strati protettivi contro il logorio su materiale di base, costituito da leghe ferrose, caratterizza to dal fatto, che presenta un contenuto di silicio dal 3 - 4,5 %, in particolare dal 3,5 - 4,5 %.

9. Materiale additivio, altamente legato, contenente ferro, per strati di protezione contro il logorio su materiale di base, costituito da leghe ferrose, secondo la rivendicazione 8, cara tterizza to dal fatto, che contiene manganese dall'1,5 - 2 %.

10. Materiale additivo, altamente legato e contenente ferro, per strati di protezione contro il logorio su materiale, di base, costituite da leghe ferrose, secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto, che presenta un contenuto di carbonio almeno del 5 %.

11. Materiale additivo, altamente legato e contenente ferro, per strati protettivi contro il logorio su un materiale di base, costituito da leghe ferrose, secondo la rivendicazione 10, cara tterizzato dal fatto, che presenta la composizione:

5.0 - 6,5 ? C,

12,0 - 13,0 % Cr,

1.5 - 2,0 % Mn ,

3.5 - 4,5 % Si,

7.0 - 8,0 % ho,

7.0 - 8,0 ? Mb,

1.5 - 2,0 % V.?,

1.0 - 1,5 % V,

61.0 - 55,0 ? Fe.

12. Materiale additivo, altamente legato c contenente ferro, per strati protettivi contro il logorio su materiale di base, costituita da leghe ferrose, secondo la rivendicazione 11, cara tterizzato dal fatto, che presenta la composizione :

5,5 % C,

12,5 % Cr,

2.0 % Mn ,

4.0 % Si,

8.0 % Me,

8.0 % Nb,

2.0 vi ,

1.0 % V

57.0 % Fe.

11 tutto, sostanzialmente come descritto ed illustrato agli scopi sopra specificati.

?iilano, l? - 3 NOV. 1982

p . la. ditta Alluminio Svizzero S.A.

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i

Classe Prevista: B23K Domanda di Brevetto Nr.7017/81-9

Richiedente: Alluminio Svizzero SA

Chippis,

Zustelladresse

8212 Neuhausen am Rheinfall

Svizzera

Titolo: Procedimento per la saldatura a riporto e lega protettiva, resistente al logorio

Data di deposito: 3.11.81

Priorit?:

Riferimento: FPRS-Me/Sche -1494

Descrizione del trovato

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la applicazione di materiali -supplementari, su superfici fortemente sollecitate, di pezzi di macchine e di apparecchiature, realizzate in leghe / di ferro, contenenti carbonio e manganese, in particolare quelle leghe, che trovano impiego nell'industria, lavorante il carbonio, in particolare per la fabbricazione di elettrodi per l'elettrolisi del flusso di colata di alluminio, secondo Ha 11-H? roult , per proteggere questi pezzi contro un logorio ed inoltre, il trovato si riferisce ad una lega di protezione contro il logorio.

Per la messa a disposizione di masse, usate per la fabbricazione di elettrodi, in particolare di anodi per l'elettrolisi del flusso di colata, per la produzione di alluminio, secondo il procedimento H.a 11-H? rcul t , grandi quantit? di materiale, contenente carbonio, ad esempio coke di differente tipo, resti di anodi, leganti per catrame e pece, vengono trasportati, frantumati, macinati, classificati e mescolati. Le apparecchiature che trovano impiego, come ad esempio frantumatoi, mulini, mescolatori, impianti di trasporto ecc. , sono sottoposte ad un logorio intenso. Ci? viene affrontato con accorgimenti in parte molto differenti.

In caso di parti di macchine e di apparecchi, realizzati con materiali contenenti ferro, oltre alla spruzzatura a fiamma ed il rivestimento con materiali ceramici, ? diventata nota l'applicazione di materiali, resistenti al logorio, applicati mediante saldatura elettrica ad arco di luce. Uno dei contraccorgimenti noti per evitare una rottura prematura in caso di pezzi altamente sollecitati, consiste nell'impiego di soluzioni composite, in particolare, nell'applicazione di materiali duri su un materiale di base molto tenace.

In ogni caso, ? necessario adattare la composizione dello strato di protezione al caso di impiego specifico e in tal caso, sono di importanza sia il tipo delle azioni fisiche, come ad esempio l'abrasione e/o la decomposizione come pure anche l'adesione e le caratteristiche chimiche, in particolare per quanto riguarda reazioni t ribochimiche del materiale, che provoca il logorio ed in pa.rticolare le temperature di funzionamento .

Lo stato anteriore della tecnica, dettagliato ed inerente alla tecnologia di protezione contro il logorio, viene rispecchiato nella pubblicazione "Aufbereitungs-Technik Nr. 10, 1979", in particolare viene trattato il procedimento della saldatura a riporto alle pagine 562 - 565.

Per la saldatura a riporto, ?, diventato noto un procedimento protettivo per il quale sul materiale di base contenente ferro, si applica dapprima un cosiddetto strato tampone, e, a tale scopo, trovano impiego ad esempio elettrodi di filo costitu? Li da un tubicino con un diametro intorno a 3 mm, nonch? con una corrente di saldatura da 300 a 350 amp?re. Sullo strato tampone viene applicato il vero e proprio strato protettivo contro il logorio.

Nell' industria lavorante carbonio, in particolare per la fabbricazione di elettrodi per la produzione di alluminio per le apparecchiature trovanti impiego per la lavorazione del carbonio sotto forma di coke di petrolio, coke di pece e antracite, come pure per lo sminuzzamento dei corpi di carbone sintetico, i quali elettrodi vengono prodotti con i materiali grezzi prima menzionati, con l'impiego di leganti contenente pece e catrame, per diminuire il logorio, secondo lo stato anteriore della tecnica prima menzionato per la saldatura di riporto, ad esempio in caso di materiale di base costituito dalle leghe di ferro contenente carbonio e manganese, trovano impiego fili di riempimento aventi la seguente composizione :

C = ca. 5,5%

Cr = ca. 20,0 - 23,0% v

Mn = c a . 0,5%

Si = ca. 0,5%

Mo = ca. 6,0 - 8,0%

Nb = ca. 6,0 - 8,0%

W = ca. 2,0%

V = ca. 1,0%

Fe = Resto

(Qui e in tutte le indicazioni seguenti, riferentisi ad una percentuale, si desidera indicare le percentuali di peso) .

Con questo materiale aggiuntivo reperibile sul mercato (ad esempio ditta Kestra Schweisstechnik GmbH & Co. KG, 404 Neuss, Rep.Fed.Germ. ) , si ottiene una durezza da 59 - 64 HRC a temperatura d'ambiente, oppure una durezza da 40 - 44 HRC a temperature di lavoro intorno a 600?C. Si pu? con questo o con un materiale simile, in caso di impiego di apparecchi di saldatura idonei, realizzare uno strato protettivo contro il logorio con un buon legame tra il materiale di base e lo strato p rotettivo .

L'effetto diminuente il logorio degli strati applicati, non soddisfa per? in pratica. Durante un funzionamento permanente degli impianti, come ? usuale nelle industrie indicate, lo strato antilogorio applicato viene consumato rapidamente. E' pertanto necessario, ripetere gi? dopo poche settimane l'applicazione dello strato protettivo contro il logorio e ci? comporta costi di manutenzione notevoli e provoca costi di esercizio elevati, a causa dell ' indesid.erato fermo dell'impianto.

Scopo della presente invenzione ? di aumentare l'effetto di protezione contro il logorio per pezzi di macchine e di apparecchiature realizzate in leghe ferrose, contenenti carbonio e manganese, in particolare per apparecchiature che vengono usate prevalentemente nell'industria lavorante il carbonio, in particolare, per la produzione di elettrodi per la produzione di alluminio, migliorando la loro resistenza e cio? la durata dei singoli gruppi .

L'inventore s? ? posto il compito di cercare soluzioni, che risultano vicine alla pratica quotidiana, che possono essere eseguite non solamente da specialisti ma anche dal personale di manutenzione, presente generalmente nell'azienda, potendo effettuare l'intervento a tempo ridotto e con successo. Gli impegni economici dovrebbero per? rinrvanere nell'ambito confronta Dile con lo stato della tecnica analogo, dato che senza queste premesse secondarie bisognerebbe applicare tecnologie pi? avanzate per la soluzione dello scopo indicato, tecnologie che durante la pratica quotidiana aziendale non possono trovare impiego, perch? provocano costi notevoli a causa del fermomacchina necessario.

Con l'impiego di un materiale supplementare che secondo lo stato anteriore della tecnica presenta notoriamente buone caratteristiche protettive antilogoric per lo scopo indicato, ad esempio con la lega sopra indicata, lo scopo del trovato viene raggiunto una volta per il fatto che la saldatura- a riporto avviene con l'ausilio di filo di riempimento e con corrente continua in atmosfera ambientale e cio?, senza gas protettivo e che la potenza della corrente, a seconda del diametro del materiale aggiunto, viene scelta in modo tale che il quoziente S = potenza di ccrr ente/diametro (amp?re/mm) si trova nell'ambito da 70 - 80, vantaggiosamente intorno a 75.

/' Risulta vantaggioso sia per lo strato tampone come pure anche per lo strato di protezione contro il logorio di utilizzare un materiale aggiuntivo della stessa composizione. Un ulteriore vantaggio viene ottenuto, se? il precedimento concepito secondo la presente invenzione, a seconda del contenuto di carbonio e di manganese del materiale di base, viene effettuato nel seguente modo :

1. Materiale di base con un contenuto di carbonio fino al massimo dello 0,22% ed un contenuto di manganese uguale/maggiore per 5 volte del contenuto di carbonio, viene munito senza strato-tampone con lo strato di protezione contro il logorio ;

a) nei casi in cui ? possibile un riscaldamento preferibilmente a circa 200 - 400?C, vantaggiosamente a 180 - 250?C viene preriscaldato e mediante saldatura si applica lo strato di logorio a questa temperatura e senza strato-tampone;

b) nei casi in cui non ? possibile un preriscaldamento si applica uno strato-tampone e, a strato-tampone ancora caldo, intorno a 350?C, si applica lo strato di logorio definitivo.

3. 11 materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore/uguale allo 0,22% e con un contenuto di manganese, inferiore a 5 volte del contenuto di carbonio, viene munito di uno strato-tampone fatto raffreddare a temperatura ambiente e successivamente , viene applicato lo strato di logorio mediante saldatura.

Nei casi 1 e 3, l?applicazione dello strato di protezione deve avvenire a temperature preferibilmente basse e cio? preferibilmente a temperature inferiori a 1S0?C. Ci? pu? avvenire ad esempio mediante i seguenti accorgimenti singolarmente o in combinazione :

- applicazione ad intermittenza dello strato resistente al logorio, prevedendo che ai punti di saldatura si offre sempre nuovamente la possibilit? di raffreddare (con la lavorazione di pi? pezzi in un circuito quasi non s? perde del tempo)

- saldatura pulsante con una frequenza di pulsazione di circa 2,5 impulsi/sec.

L'effetto del procedimento, concepito secondo la presente invenzione, viene aumentato essenzialmente con una idonea sintonizzazione tra il tipo di materiale di saldatura e la corrente di saldatura. Particolarmente favorevoli per- ottenere le temperature basse sopra menzionate e molto favorevoli, sono diametri preferibilmente ridotti. Diametri solamente di 1,6 mm -ci? dovrebbe essere il diametro minimo che oggi ? possibile per la produzione di fili di saldatura altamente legati - sono idonei e richiedono le pi? basse potenze di corrente. Diametri pari a 2,4 mm si sono dimostrati particolarmente utili, sia dal punto di vista del loro uso, come pure anche per quanto riguarda i risultati ottenuti. In ogni caso, la corrente di saldatura per l'applicazione dello strato di protezione contro il logorio, risulta pi? basso nel procedimento secondo la presente invenzione che quello indicato dallo stato anteriore della tecnica. Si trova notevolmente al di sotto della corrente di saldatura indicata dal produttore del materiale di aggiunta nelle relative norme d'uso. Come sorgente di corrente, bisogna impiegare un raddrizzatore con una caratteristica molto piatta per la tensione, per poter mantenere la bassa corrente di saldatura.

300? C. La pulizia ? da continuare fino al termine della formazione di gas dei prodotti di decomposizione. Eventualmente, avviene in successione il posttrattamento meccanico come era fin'ora usuale, ad esempio sabbiatura, per eliminiare i residui di composizione attaccati.

Durante esperimenti, fatti per risolvere lo. scopo del trovato dal lato materiale, si ? dimostrato che in leghe protettive contro il logorio, un contenuto di silicio nella misura del 3 - 4,5 ?, in particolare del 4 - 4,5 %, aumenta sorprendentemente la durata dello strato applicato mediante saldatura a riporto. Inoltre, si ? dimostrato, che un aumento della durata ? -da ottenere, se supplementarmente il contenuto di manganese si trova nell'ambito da 1,5 - 2% . L'effetto del contenuto di silicio o di silicio e di manganese indicato, ? particolarmente vantaggioso, se contemporaneamente viene aggiunto carbonio nell'ambito maggiore/uguale del 5,5 %. Un ulteriore aumento della durata poteva essere ottenuto per il fatto, che il procedimento concepito secondo la presente invenzione, veniva effettuato con materiali additivi, che contenevano gli elementi menzionati singolarmente o con pi? successo in combinazione, con le quantit? indicate.

Secondo l'invenzione, una lega di saldatura trovantesi nell' ambito delia seguente composizione :

C = 5,5 - 6,5 %

Cr = 12,0 - 13,0 %

??? = 1,5 - 2,0 %

Si = 3,5 - 4,5 %

Mo = 7,0 - 8,0 %

Nb = 7,0 - 8,0 %

W = 1,5 - 2,0 %

V = 1,0 - 1/, 5 %

Fe = 61,0 - 54,5 %

conferiva una eccezionale protezione contro il logorio ed in particolare, la composizione della lega:

C = 5,5 %

Cr = 12,5 %

Mn - 2,0 %

Si = 4,0 %

Mo = 8,0 %

Nb = 8,0 %

?' = 2,0 %

V = 1,0 %

Fe = 57,0 %

presentava caratteristiche eccezionali, per ridurre il logorio. I limiti indicati sono dovuti ad oscillazioni di fabbricazione. L?impiego di una lega di questo genere, ? consigliabile in particolare a temperature d'uso fino a 800? C, ed in quei casi bisogna accettare la ridotta caratteristica autcpulente, che ? tipica per queste leghe.

II procedimento, concepito secondo la presente invenzione, con l'impiego della lega di saldatura proposta secondo l'invenzione, come materiale aggiuntivo, consente di ottenere uno strato protettivo, contro il logorio ottimale per pezzi di macchine e di apparecchiature di materiale ferroso, contenente carbonio e manganese, in particolare quei materiali, che trovano impiego nell'industria lavorante il carbonio.

Gli strati di protezione contro il logorio, applicati secondo la presente invenzione, in particolare con l?impiego delle leghe proposte secondo il trovato, sono meno duri che in caso di impiego delle norme e dei consigli di lavorazione usuali. Cos?, ad esempio, in caso di impiego della composizione di lega, prevista secondo il trovato e menzionata per ultima, con l'impiego della nota tecnica di applicazione a temperatura ambiente, si ottengono durezze nell?ambito di 60 HRC e di pi?; secondo il procedimento, concepito secondo il trovato, si ottengono per? solamente ca. 50 HRC. Inoltre, come conseguenza della tecnica d'applicazione, prevista secondo la presente invenzione, in caso di impiego della lega proposta, secondo il trovato, si manifesta, che lo strato di saldatura presenta un aspetto meno bello e cio?, risulta eseguito in modo irregolare e che crea l'impressione, che lo strato di saldatura non sia saldamente collegato col materiale di base. La pratica dimostra per?, che il collegamento ? s ufficien ?emente saldo e che non si presenta un distacco o uno screpolamento e che inoltre, le caratteristiche dello strato protettive, che frenano il logorio, non vengono influenzate negativamente mediante mescolamento con _ 1 ? _

il materiale di base.

Sia il procedimento, concepito secondo la presente invenzione, come pure anche la lega proposta, secondo il trovato, risultano talmente vantaggiosi, da non rendere forzatamente necessario di realizzare le parti della macchina , esposte al logorio, mediante un materiale di base altamente legato. E' sufficiente, realizzare i pezzi della macchina con materiali ferrosi economici, munire dette parti, secondo il procedimento proposte con l'invenzione, di uno strato di protezione contro il logorio, che ? costituito da un noto materiale o in modo pi? vantaggioso, dal materiale additivo, proposto secondo l'invenzione.

Esempio comparativo 1

In caso di un passaggio di 5 t di coke all'ora , i martelli originali, costituti di acciaio C35 con lo 0,35 % di carbonio e lo 0,35 % di manganese, che. erano temprati in superficie con una profondit? di 1 nini, con un foro avente 50 mm di diametro e con una lunghezza di 200 mm , una larghezza di 100 mm e uno spessore di 30 mm, nonch? con un peso di 4,3 kg, dopo 240 ore detti martelli erano talmente logorati da non poter permettere un ulteriore loro impegno. Il peso del martello si riduceva a 2,4 kg (valore medio).

a ) Lo stesso martello, che non era per? temprato e che risultava levigato sui due lato longtudinali come pure sul lato frontale per sempre 5 mm, in modo da presentare le misure di 195 mm di lunghezza, SQ mm di larghezza e 30 mm di spessore, veniva munito sulla superficie frontale e per met? sulle due superfici longitudinali di uno strato protettivo contro il logorio, composto da un materiale di aggiunta F - EH Cr 65, la cui composizione corrispondeva approssimativamente alla lega menzionata a pagina 3, prodotta dalla ditta Kestra e la misura originaria del materiale veniva nuovamente riprodotta in questi punti. L'applicazione avveniva con un filo, avente diametro di 2,4 mm, seconde le indicazioni della ditta produttrice del materiale aggiuntivo e con 250 amp?re, che portava ad un quoziente S di 104. Dopo 2000 ore di funzionamento, con un passaggio di 5 t di coke all'ora, il peso del martello si era ridotto da 4,3 kg originari a 3,1 kg, in tal caso, solamente una percentuale ridotta della perdita di peso era da attribuire all'assottigliamento della parte non protetta del martello.

b) Lo tesso martello veniva rivestito con lo stesso strato di protezione contro il logorio, come nell'esempio precedente e nello stesso modo proposto, secondo 1 ' inve-nz iene . Lo strato tampone e lo strato di protezione al logorio, erano costituiti dallo stesso materiale del filo con un diametro di 2,4 mm. Lo strato tampone veniva applicato con 360 amp?re e lo strato di logorio, dopo il r afreddamento del pezzo, con 180 amp?re, che portava ad un quoziente di P = 150 e S = 75? Dopo 2000 ore di lavoro, alle stesse condizioni di passaggio di materiale come per l'esempio (a), il peso iniziale del martello si riduceva da 4,3 kg a 3,5 kg. La durata migliorava notevolmente, rispetto all'esempio (a). Esempio comparativo 2

a) Su un martello con le stesse masse e avente lo stesso scopo come impiegato nell'esempio comparativo 1, realizzato per? in acciaio normale, contenente lo 0,12 % di carbonio e lo 0,7 % di manganese, le superfici analoghe, venivano rivestite con uno strato di protezione contro il logorio, con uno spessore di 5 mm del materiale aggiuntivo F - EH Cr 65 della ditta Kestra e, secondo l'indicazione del produttore, si lavorava con un filo di 2,4 mm a 300 amp?re, il che corrisponde ad un quoziente S di 125? Dopo 2000 ore di funzionamento, con le stesse condizioni di passaggio, come nell'esempio comparativo 1, il peso del martello si riduceva da 4,3 kg iniziali a 3,3 kg.

b) Per lo stesso martello con l'impiego dello stesso materiale aggiuntivo come impiegato in (a), il materiale aggiuntivo sempre con lo stesso spessore di 5 mm , veniva applicato, secondo il procedimento concepito secondo l'invenzione, solamente a 175 amp?re, che corrisponde a.d un quoziente S pari a 73. Dopo 2000 ore di lavoro, con un passaggio di materiale analogo, come indicato per gli esempi precedenti, il peso del martello si riduceva solamente a 3,7 kg. Pertanto, la durata era notevolmente aumentata rispetto all?esempio precedente,

c) 11 martello e le svolgimento delle operazioni erano gli stessi come per l'esempio (b), veniva per? impiegato il materiale additivo proposto secondo l'invenzione, con la composizione C = 6,5 %, Cr = 13 ?, Mn = 2 %, Si = 4,5 %, Mo = 8 %, Nb = 8 %, W = 2 ?>, V = 1,5 %, Fe = 54,5 %. Dopo 2000 ore di funzionamento, il martello aveva mantenuta la forma originaria; con l'occhio non si poteva rilevare in partica nessun logorio. La perdita di peso, che si basava praticamente solo sul logorio della parte non protetta del martello, era solamente di 100 gr. Il martello poteva essere reimpiegato ulteriormente e senza lavori di manutenzione. Esempio comparativo 3

Mescolatori vengono utilizzati durante la fabbricazione di anodi per l'industria dell'alluminio per un mescolamento intenso delle masse, contenenti carbonio a temperature di 250 - 280? C. Le ali trovantisi su un albero, sono costituite in stato originale di acciaio con lo 0,46 % di carbonio e lo 0,7 % di manganese. Lo stesso materiale viene utlizzato per i denti del mescolatore, che si trovano su piastre rinforzate, disposte a guisa di tubo. Le piastre rinforzate originali sono realizzati in acciaio 120 Mn 12 con un contenuto dell' 1,2 % di carbonio e del 12 % di manganese .

In stato originale, in condizione di funzionamento normale, le ali ed i denti sono completamente logorati dopo 1500 ore di rotazione; l'intero materiale ? consumato in modo che il mescolatore non ? pi? in grado di lavorare. Le piastre rinforzate durano leggermente di pi?. Dopo 1800 ore di rotazione, anche queste piastre sono consumate e completamente inutilizzabili. La riparazione richiede un tempo di fermo pari a 2 giorni, dato che sia le piastre, come pure anche le ali ed i denti devono essere sostituiti completamente, il che richiede lo smontaggio dell ? albero .

Uno strato di protezione contro il logorio, applicato secondo le norme di impiego a 300 amp?re sulle piastre rinforzate, realizzando lo strato mediante materiale aggiuntivo filiforme del tipo F - EH Cr 65, con un diametro di 2,4 rnm, ? prodotto dalla ditta Kestra, consente di ottenere un quoziente S di 125 e, detto strato era svanito completamente e localmente, dopo S000 ore di funzionamento. P a.rzialmente , le piastre presentavano fori. Queste piastre dovevano essere sostituite con altre, le altre piastre potevano essere protette in loco, mediante l'applicazione con saldatura a riporto.

Uno strato di protezione contro il logorio analogo, veniva applicato nello stesso modo su una ala. Dopo 9000 ore di funzionamento, l'ala era accorciata e richiedeva l'applicazione di un nuovo strato protettivo, applicato mediante saldatura a riporle .

b) Sia le piastre, come pure anche le ali ed i denti venivano muniti con uno strato, avente spessore di 5 mm del materiale aggiuntivo F - EH Cr 65 della ditta Kestra e, l'applicazione

18 -

veniva effettuata seconde il procedimento proposto secondo il trovato. Trovava impiego un filo di riempimento con un diametro di 1,6 mm e con l'uso di corrente continua, fornita da un raddrizzatore con una caratteristica molto piatta per la tensione. /In tutti i casi, veniva applicato dapprima uno strato tampone con uno spessore approssimativo di 3 mm a 250 amp?re, che corrispondeva ad un quoziente F di 156. Per le piastre, lo strato di protezione contro il logcrio, costituito dallo stesso materiale aggiuntivo, veniva applicato in seguito, con uno strato tampone ancora caldo a 337? C, misurato con un termometro di contatto, all'inizio dell'applicazione dello strato di protezione contro il logorio e, sulle ali e sui denti veniva applicato solo dopo il raffreddamento del pezzo a temperatura d'ambiente e si lavorava sempre con 125 amp?re, il che portava ad un quoziente S pari a 78 = 0,5. P. Con una lavorazione alternante delle ali e dei denti, in un circuito si poteva evitare un riscaldamento eccessivo dei pezzi. Dopo 5000 ore di lavoro, lo strato di logorio copriva ancora completamente tutti i pezzi. Solo dopo 12000 ore di funzionamento, si poteva notare sulle piastre un'asportazione locale dello strato di protezione contro il logorio. Le ali mostravano a 12000 ore di funzionamento, approssimativamente le stesse condizioni, come quelle dell'esempio (a) dopo 5000 ere di funzionamento. I denti erano pure accorciati dopo 12000 ore di funzionamento. Per?, in questo stato sia le ali come pure i denti potevano essere muniti di nuovo di uno strato di protezione contro il logorio, ed in tal caso, i pezzi come, indicato prima venivano puliti secondo l'invenzione, con una fiamma, contenente un eccesso di propano. Lo smontaggio dell'albero non ero per? necessa rio .

c) Piastre come pure anche le ali ed i denti, venivano trattati / in modo analogo come nell'esempio precedente (b), per? con la differenza, che il materiale additivo, concepito secondo il trovato, trovava impiego con una composizione: C = 5,5 % , Cr =

12,5 %, Mn = 2,0 %, Si - 4,0 %, Mo = 8,0 %, Nb = 8,0 ?, W = 2,0

%, V = 1,0 %, Fe = 57,0 %. Durante controlli, dopo S000 e 12000 ore di funzionamento, su tutti i pezzi non era da accertare in pratica alcun logorio. Sclarnento dopo 16000 ore di funzionamento, ? stato notato un logorio. Per?, lo strato di protezione non era attraversato in nessun punto, in modo che sarebbe stato possibile un'ulteriore funzionamento. Preventivamente, senza strato tampone, ? stato applicato un nuovo strato di protezione contro il logorio.

Con il procedimento, concepito secondo la presente invenzione e con l'impiego del materiale additivo proposto, secondo il trovato, il dispendio della revisione rispetto al tempo indicato nell?esempio (a), poteva essere diminuito per ca. il 50 % e rispetto a personale addetto necessario, addirittura per il 65 %.

Ri v e n d i c a z i o n i

1. Procedimento per l'applicazione di strati di protezione contro il logorio, di materiali additivi contenenti ferro e altamente legati, su materiale di base costituito da leghe ferrose, contenenti carbonio e manganese, che trovano in particolare impiego nell?industria, lavorante il carbonio, mediante saldatura a riporto in atmosfera ambientale, con l?a.usilio di materiale additivo a forma' di filo, caratterizzato dal fatto, che la potenza della corrente, a seconda del diametro del filo di riempimento, viene scelta in modo tale, che il quoziente S = potenza della corrente/diametro (amp?re/mm), si trovi nell'ambito da 70 - 80, vantaggiosamente intorno al valore di 75 e che eventualmente, in caso di impiego di uno strato tampone, il corrispondente quoziente P 120 - 160 corrisponde vantaggiosamente al doppio di S.

2. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto, che per lo strato tampone e per le strato di protezione contro il logorio, trova impiego un materiale additivo della stessa composizione chimica.

3. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, cara tterizzato dal fatto, che in caso di un materiale di base con un contenuto di carbonio fino al massimo dello 0,22 % e un contenuto di manganese maggiore/uguale 5 volte del contenuto di carbonio, lo strato di protezione contro i1 logorio viene applicato direttamente sul materiale di base.

4. Procedimento, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatte, cne in caso di un materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore dello 0,22 ? e con un contenuto di manganese maggiore/uguale di 5 volte del contenuto di carbonio a) in casi, in cui ? possibile riscaldare primariamente il materiale di base, questo viene preriscaldato a 200 - 400? C, vantaggiosamente da 180 - 250? C, e che lo strato di protezione contro il logorio viene applicato a questa temperatura direttamente sul materiale di base;

b) nei casi, in cui non ? possibile un preriscaldamento del materiale di base, questo ? munito di uno strato tampone e che in caso di strato tampone ancora riscaldato a 350? C, viene applicato lo strato di protezione contro il logorio definitivo.

5. Procedimento, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto, che in caso di materiale di base con un contenuto di carbonio maggiore dello 0,22 % ed un contenuto di manganese inferiore per 5 volte del contenuto di carbonio, si applica dapprima unc strato tampone e, dopo il raffreddamento di questo alla temperatura d'ambiente, si applica lo strado di protezione contro il logorio a temperatura d'ambiente.

6. Procedimento, secondo la rivendicazione 3 o 5, caratterizzato dal fatto, che l'applicazione dello strato di logorio avviene in modo intermittente .

7. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, c ara iteri zza to dal fatto, che lo strato di superficie del materiale di base, viene pulito ccn gas caldi r i du centi e che la saldatura di riporto avviene solamente dopo il raffreddamento.

9- Materiale additivio, altamente legato, contenente ferro, per strati di protezione contro il logorio su materiale di base, costituito da leghe ferrose, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto, che contiene manganese dall'1,5 - 2 %.

10. Materiale additivo, altamente legato e contenente ferro, per strati di protezione contro il logorio su materiale di base, costituite da leghe ferrose, secondo la rivendicazione 8 o S, cara tterizza to dal fatto, che presenta un contenuto di carbonio almeno del 5 %.

11. Materiale additivo, altamente legato e contenente ferro, per strati protettivi contro il logorio su un materiale di base, costituito da leghe ferrose, seconde la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto, che presenta la composizione :

5.0 - 6,5 % C,

12,0 - 13,0 % Cr,

1,5 - 2,0 % Mn ,

3.5 ? 4,5 v? Si,

7.0 - 8,0 % Mo,

7,0 -? 8,0 % Nb,

1.5 - 2,0 % W,

1,0 1,5 % V,

Claims

CI ,0 - :6,0 % Fe.

12. Materiale additivo, altamente legato e contenente ferro, per strati protettivi centro il logorio su materiale di base, costituita da leghe ferrose, secondo: la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto, che presenta la composizione:

5,5 ? C,

12,5 % Cr,
2. 0 % V.n ,

4.0 % Si,

6.0 % Me,

8.0 % ?Cb,

2.0 % \\

1,0 % V

57,0 L Fe.

La presente traduzione ? conforme al testo del documento di Prioria, a cui si riferisce

M i 1 an. 1 1 NOV. 1982

aras/ B Mayer