NO141509B - Dykkerakkumulator. - Google Patents

Abstract

Dykkerakkumulator.

Description

Tilsetningsstoff av ferrosilisium for fremstilling av omhyllingsmasser for pressmantel-sveiseelektroder.

Oppfinnelsen vedrører et tilsetningsstoff av ferrosillsum for fremstilling av omhyllingsmasser for pressmantel-sveiseelektroder.

Ved fremstillingen av omhyllingsmasser for pressmantel-sveiseelektroder anvendes det for innføring av legeringskom-ponentene vanligvis ferrolegeringer av de angjeldende metaller, eksempelvis ferrokrom, ferromangan osv. Som silisiumbærer tjener her ferrosilium.

Nå har ferrosilium spesielt i nærvær

av vann eller vandige alkalier tendens til å utvikle gasser. En slik gassutvikling, som også kan foregå i omhyllingsmassen, for-styrrer betraktelig ved fremstillingen av sveiseelektrodene. Det er derfor allerede utviklet forskjellige fremgangsmåter til passivering av malt ferrosiliumpulver,

nemlig ved avgassing i vann, ved behandling i vakuum eller også ved hjelp av en behandling med kromater.

Det ble nu overraskende funnet at fordyset ferrosilium uten ekstra behandling har den egenskap med vann eller alkali å vise ingen eller bare en meget liten gassdannelse som i hvert tilfelle ligger under gassdannelsen av malt stoff med samme sammensetning. Det egner seg på grunn av dette forhold spesielt godt til anvendelse som silisiumholdig tilsetningsstoff ved fremstilling av omhyllingsmasser når dets sammensetning er tilpasset dette anven-delsesformål.

Oppfinnelsen vedrører altså et tilsetningsstoff av ferrosilisium for fremstilling av omhyllingsmasser for pressmantel-sveiseelektroder, og tilsetningsstoffet er karakterisert ved at det består av ferrosilisiumpartikler med et innhold fra 40 til 80 vektsprosent silisium og som er blitt fremstillet i finfordelt og avrundet form med glatt overflate ved utdysing resp. forstøv-ning av en eksempelvis på elektrotermisk måte fremstillet ca. 1200° C til ca. 1600° C varm ferrosilisiumsmelte ved hjelp av vann, vanndamp, luft, nitrogen eller lignende med et trykk fra 1 til 12 ato, idet minst 25 vektsprosent, fortrinnsvis ca. 5D vektsprosent av ferrosilisiumpartiklene foreligger med en kornstørrelse under 0,06 mm.

Det finnes forskjellige omhyllingsmasser for pressmantel-sveiseelektroder. Man kan grovt regnet inndele dem i tre typer, nemlig i malmsure, titansure, og kalkbasiske omhyllingsmasser. Den samlede utvikling i sveiseelektrode-industrien synes for tiden overveiende å gå i retning av kalkbasiske omihyllingsmasser, fordi det med disse omhyllingsmasser fremkommer meget lave verdier av oksygen, hydrogen og nitrogen i sveisegodset. En kalkbasisk omhyllingsmasse består f. eks. av tre deler CaF2, 3 deler CaC03, 1 del ferrosilisium + ferromangan, 2 deler jern og 1 del binde-middel.

På tegningsfigur 1 er det angitt gjen-nomsnittlige kornstørrelseslinjer for fordyset og malt ferrosilisium. Det fremgår av fig. 1 at det malte ferrosilisium har mindre finstoffandel enn fordyset ferrosilisium. Det fordysede ferrosilisiums kornform atskiller seg vesentlig fra den malte leger-ings kornform. Mens sistnevnte 'består av firkantede og kantede partikler har den førstnevnte, på grunn av dets fremstilling fra det smelteflytende stoff, partikler med en rundaktig og ofte nesten ideell kuleformet struktur og spesielt med glatt overflate. Det har vist seg at det fordysede ferrosilisium har en mindre korrosjonsten-dens enn det som er fremstilt ved hjelp av maling.

Hittil foretatte forsøk har overraskende vist den spesielle gode egenskap ved fordyset ferrosilisium 'for fremstilling av omhyllingsmasser ved anvendelse av de vanlige oppløsninger av vannglass til deig-dannelsen. Det måtte da finnes en under-søkelsesmetode som i videst mulig til-nærmelse til praksis gir en mulighet til å måle den gassutvikling som opptrer ved sammenblanding av ferrosilisium med vandige oppløsninger av vannglass.

Da målingen av et gassvolum som ut-vikler seg i det meget viskøse vannglass byr på vanskeligheter, ble det som under-søkelsesmetode valgt bestemmelsen av gassutviklingen i vann og i 1/10 normal kalilut eller natronlut ved temperaturer på 20° C og 70° C. Som innvelning ble det all-tid brukt 10 g ferrosilisiumpulver med 42

—46 vekt-% silisiuminnhold.

Det fordysede ferrosilisium anvendes hensiktsmessig med innhold på 40—80

vekts-% silisium, spesielt på 40—50 vekts-%, eksempelvis 42—46 %, og fra 70—80 vekts-% eksempelvis 75 vekts-%. Disse typer er handelsvanlige. Typene med det høyere silisiuminnhold velges når det skal innføres minst mulig jern i sveisesømmen og elektrodens kjerne f. eks. består av ferromangan eller ferrokrom.

Undersøkelsene kunne begrenses til 42 —46 % i ferrosilisium, da dette har større tendens til gassutvikling enn typen med høyere silisiuminnhold.

a) Gassutvikling i vann:

Hverken ferrosilisiumpulver 42—46 % malt eller fordyset ferrosilisiumpulver 42 —46 % viser en gassutvikling i vann etter 24 timer.

b) Gassutvikling i n/10 lut:

Ved gassutviklingen av 10 g ferrosilisium 42—46 % i n/10 lut bestående av 4 deler KOH + 6 deler NaOH, ble det etter 24 timer målt følgende verdier: ferrosilisiumpulver 42 til 46 %, fordyset 0,0 til 1,2 cm<3 >ferrosilisiumpulver 42 til 46 %, malt 15,4 cm3.

I denne forbindelse viser tegningens fig. 2 gassutviklingen i cm<3> som funksjonen av tiden ved 20° C i n/10 lut av 4 deler KOH og 6 deler NaOH.

Den følgende tabell I gjengir gassutviklingen målt i n/10 lut ved 70° C på 10 g ferrosilisium:

Typebetegnelsen refererer seg her bare til forskjellige uttapninger.

Av den grafiske gjengivelse av disse verdier på tegningens fig. 3 sees det ennu tydeligere at det fordysede ferrosilisium ihar en meget mindre gassdannelse enn det malte ferrosilisium av en tilsvarende sammensetning, at førstnevnte altså er meget sterkere passivert enn sistnevnte.

Opptrer det i omhyllingsmassen en gassutvikling som er betinget av en reak-sjon mellom ferrosilisium og bindemidlets vandige oppløsning, opptrer det vanskeligheter ved fremstilling av omhyllingsmassen hvilke 'for det første virker uheldig ved sveiseelektrodens sammenpressning ved økning av presstrykket og dessuten har til følge at omhyllingsmassen løsner fra kjer-netråden, og kan også medføre utblomst-ringer i omhyllingsmassen.

For bedømmelse av oppførelsen av de omhyllede elektroder fremstilt ved tilsetningsstoffet ifølge oppfinnelse ble det an-vendt forskjellige under ellers like beting-elser fremstilte pressmantelelektroder til sveiseforsøk. Ved det ene inneholdt omhyllingsmassen fordyset og ved det andre malt ferrosilisium av forøvrig lik sammensetning.

Det viste seg at ved de sveiseelektroder som inneholder fordyset ferrosilisium i omhyllingsmassen er badet flytende, lar seg lettere føre og har bedre oppbevarings-egenskaper. Slaggen er mindre seigtflyten-de, følger badet bedre og lar seg lettere fjerne. Sveiseelektrodene antenner lettere, brenner omtrent uten sprutning og lysbuen brenner mere stabilt.

For å fastslå sprøytetapet ble 10 elektroder av begge typer påført på 3 ved hjelp av sandblåsing rensede, veiede blikk (150 x 250 x 10), sømflankene avdekket ved hjelp av asbest, sputtene fjernet etter hver stil-ling. I tilknytning ble blikkene igjen veiet med påførte strenger.

Det kunne fastslås en utbringning på 112,7 % ved B-elektroder og 111,5 % ved E-elektroder. Ved 30 elektroder utgjør sprøytetapdifferensen således 14,8 g på be-kostning av E-elektrodene.

Betegnelsen B- resp. E-elektroder hen-viser til at B-elektrodenes omhyllingsmasser inneholder fordyset ferrosilisium av type B, mens E-elektrodene inneholder malt ferrosilisium av type E.

Disse forsøk viser entydig at elektrodenes sveiseegenskaper ved anvendelse av fordyset ferrosilisium for omhyllingsmassen kan forbedres og sprutetapet senkes. Endelig har slike fremstilte ferrosilisiumpartikler en utpreget passivert tilstand og er eksempelvis meget bestandige overfor vann, lut, som f. eks. NaOH eller KOH, såvel som vannglass.

Som det kunne fastslås ved ytterligere forsøk er imidlertid ikke fordysningsproses-sen som sådan ansvarlig for ferrosilisium-partiklenes passivitet, men rent generelt kan slike ferrosilisiumpartikler på grunn av deres overordentlige passivitet foretrukket anvendes som tilsetningsstoff for fremstilling av omhyllingsmasser for pressman-telsveiseelektroder som fremstilles i avrundet og finfordelt form ved stivning, eksempelvis ved hjelp av bråkjøling fra den på forhånd i finfordeling bragte smelteflytende tilstand. Herunder faller således ikke bare fordysede partikler, men eksempelvis også partikler som ved hjelp av granulering kan fåes i avrundet form, såvel som slike partikler som på i og for seg kjent måte, f. eks. ved passering av en flammesone, overflatelig er smeltet runde.

Ved stivning i finfordelt form direkte fra den smelteflytende tilstand oppnås overraskende en maksimal passiveringstil-stand som eksempelvis ikke fremkommer ved maling av partikler som er fremstilt i fast tilstand.

De videre forsøk som likeledes er gjen-stand for foreliggende oppfinnelse førte således til den erkjennelse at ikke bare det fordysede ferrosilisium har de for fremstilling av pressmantel-sveiseelektroder nødvendige egenskaper, men at man også kan fremstille en ferrosilisiumlegering med disse egenskaper ved at man overfører dem etter i og 'for seg kjente fremgangsmåter, f. eks. på en granuleringstallerken, fra smelteflytende tilstand direkte i pulverform. Rent generelt vedrører oppfinnelsen således et tilsetningsstoff for fremstilling av omhyllingsmasser for pressmantel-sveiseelektroder, i hvilket de anvendte ferro-silisiumkomponenter med glatte kuleform-ede overflater er overført fra den smelteflytende tilstand til pulverform ved hjelp av forstøvning eller granulering med damp, luft, vann, C02, nitrogen eller lignende. Man kan imidlertid også anvende en hvil-ken som helst annen fremgangsmåte for-bundet med overføring av metaller fra smeltet form til pulverform. Avgjørende er det bare at stivningen foregår meget hur-tig, og at før resp. senest i løpet av denne tid oppdeling av metallet i småpartikler gjennomføres og tilendebringes. Man kan her som anført ovenfor anvende granuleringstallerken under anvendelse av vann, man kan imidlertid likesågodt anvende granuleringsrenner med høyt vanntrykk, såvel som også vanndyser eller luftstrøm. Det er riktignok nødvendig å sørge for at den således knuste ferrosilisium i sin kornsammensetning tilsvarer de for fremstilling av pressmantel-sveiseelektroder øn-skede størrelser. Denne kornsammensetning skal være oppdelt på følgende måte:

Her skal kornstørrelsen på < 0,06 mm foretrukket ligge ved ca. 50 %, fordi denne høye del av små korn sikrer en meget god fordeling av ferrosilisiumet i omhyllingsmassen av pressmantel-sveiseelektroden.

Kornformen av det eksempelvis ved granulering fremstilte ferrosilisium viser en glatt nesten ideal kuleformet struktur. På grunn av denne glatte overflate er kor-rosjonstendensen av det ferrosilisiumpulver som er stivnet fra smeltestrømmen meget liten. Ved en sammenligning av korrosjons-tendensen av ferrosilisium fremstilt fra flytende smelte ved hjelp av granulering med på den ene side ferrosilisium fra flytende smelte stabilisert ved hjelp av for-dysing og på den annen side et malt ferrosilisiumpulver, fremkommet ved undersø-kelsen av gassutviklingen i avhengighet av kornstørrelsen i n/10 lut som består av 4 deler KOH og 6 deler NaOH, ved 70° C, følgende verdier:

Det fremgår av disse eksempler at det fordysede ferrosilisiums høye passiverings-grad også kan oppnås ved granulering av ferrosilisium på en granuleringstallerken. Det fremgår videre at det ved finfordeling fra flytende smelte oppnås en så vidtgåen-de stabilisering at de minste partikler overraskende er mest passivert mens ved malt ferrosilisium øker, slik det var å vente, kor-rosjonstilbøyeligheten med avtagende par-tikkeldiameter.

Erfaringsmessig er sveiseegenskapene av elektroder som er 'fremstilt under anvendelse av eksempelvis granulert ferrosilisium likeså god som elektrodene fremstilt under anvendelse av fordyset ferrosilisium.

I detalj består nu oppfinnelsen i at det som tilsetningsstoff av ferrosilisium for fremstilling av omhyllingsmasse for pressmantel-sveiseelektroder anvendes slike fer-rosiiisiumkomponenter som fremstilles i finfordelt og avrundet form med glatt overflate ved stivning 'fra den smelteflytende tilstand. Hertil anvendes fortrinnsvis ferrosilisium med et innhold på 40—80 vekts-% silisium. Vanligvis vil man anvende ferrosilisium med et innhold av 40—50 vekts-%, eksempelvis 42—46 % silisium, eller av 70—80 vekts-% eksempelvis 75 % silisium.

Fortrinnsvis skal i tilsetningsstoffet av FeSi-partikler i avrundet og finfordelt form minst 25 vékts-% og fortrinnsvis ca. 50 vekts-% foreligge med en kornstørrelse på mindre enn 0,06 mm. Den allerede ovenfor nærmere angitte kornsammensetning har da vist seg egnet. Til slutt skal det henvises til at ferrosilisiumpartiklene kan foreligge i kuleform, dråpeform eller lang-strakt form.

Ifølge en ytterligere tanke ved foreliggende oppfinnelse består ferrosilisium-komponentene av fordyset ferrosilisium. Dette fordysede ferrosilisium fremstilles spesielt ved forstøvning fra flytende smelte, idet forstøvningen av eksempelvis på elektrotermisk vei fremstilt ferrosilisiumsmelte kan foregå ved hjelp av vann, vanndamp, luft, nitrogen eller lignende, og idet denne forstøvning foregår ved hjelp av væsker eller gass- resp. dampformede me-dier med et trykk på ca. 2—13 atmosfærer, (1—12 ato) og ferrosilisiumsmelten har en temperatur mellom ca. 1200° og ca. 1600° C.

De avrundede FeSi-partikler i finfordelt form kan imidlertid også fremstilles fra ferrosilisiumlegeringenes flytende smelte, direkte ved overføring i pulverform på en granuleringstallerken, idet spesielt vann tjener som fingjøringsmiddel for smeiten og som bråkjølingsmiddel. Endelig kan de avrundede FeSi-partikler i finfordelt form også fremstilles 'fra ferrosilisi-umlegeringens flytende smelte ved hjelp av direkte overføring i pulverform i en gra-nuleringsrenne, idet spesielt vann og/eller luft tjener som fin fordelingsmiddel for smeiten og som bråkjølingsmiddel. Herunder står det til finfordeling og/eller brå-kjøling tjenende middel som vann, damp, luft, nitrogen el. 1. under høyt trykk på ca. 1—20 ato, og trer eksempelvis ut gjennom dyser.

Avsluttende skal det dessuten nevnes en ytterligere eksempelvis fremgangsmåte

til fremstilling av et tilsetningsstoff av

FeSi-partikler i avrundet og findelt form,

ifølge hvilke de på kjent måte først ved

hjelp av formaling i fast tilstand dannede

fine FeSi-partikler deretter på likeledes i

og for seg kjent måte og eventuelt under

trykk og ved hjelp av et fordysingsmiddel

trer igjennom en oppvarmningssone, eksempelvis flammesone, idet ved passering

av denne sone FeSi-partiklene i det minste

overflatelig avsmeltes runde, og kommer i

en etterfølgende avkjølings- resp. bråkjøl-ingssone til stivning. Selvsagt ville også an-vendelsen av slike partikler som tilsetningsstoff av ferrosilisium for fremstilling

av omhyllingsmasse for pressmantel-sveiseelektrodene falle under foreliggende opp-finnelses beskyttelsesområde.

Claims (5)

1. Tilsetningsstoff av ferrosilisium for fremstilling av omhyllingsmasser for press-mantelsveiseelektroder, karakterisert ved at det består av ferrosilisiumpartikler med et innhold fra 40 til 80 vektsprosent silisium og som er blitt fremstillet i finfordelt og avrundet form med glatt overflate ved utdysing resp. forstøvning av en eksempelvis på elektrotermisk måte fremstillet ca. 1200° C til ca. 1600° C varm ferrosilisiumsmelte ved hjelp av vann, vanndamp, luft, nitrogen eller lignende med et trykk fra 1 til 12 ato, idet minst 25 vektsprosent, fortrinnsvis ca. 50 vektsprosent av ferrosilisiumpartiklene foreligger med en kornstørrelse under 0,06 mm.

2. Tilsetningsstoff av den i påstand 1 angitte art og sammensetning, karakterisert ved at ferrosilisiumpartiklene er fremstillet ved direkte overføring av ferro silisiumsmelten til pulverform på en granuleringstallerken eller en granulerings-renne under anvendelse av et knusings- og bråkjølingsmiddel som trer ut gjennom dyser under et trykk på 1 til 20 ato, f. eks. damp eller nitrogen, men spesielt vann og/ eller luft.

3. Tilsetningsstoff av den i påstand 1 angitte art og sammensetning, karakterisert ved at ferrosilisiumpartiklene først er fått ved maling i fast tilstand og deretter eventuelt under trykk og ved hjelp av et utdysningsmiddel, er blitt sendt gjennom en oppvarmningssone, eksempelvis flammesone, idet ferrosilisiumpartiklene ved passeringen av denne sone i det minste overflatelig er blitt smeltet runde og ved en etterfølgende kjøle- resp. brå-kjølingssone er bragt til stivning.

4. Tilsetningsstoff ifølge påstandene 1—3, karakterisert ved at det består av ferrosilisium med et innhold av 40 til 50 vektsprosent silisium eller av 70 til 80 vektsprosent silisium.

5. Tilsetningsstoff ifølge påstandene 1—4, karakterisert ved følgende kornsammensetning: