NO162866B - Anordning for bruk ved utgassing av smeltet metall. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av finpulverisert ferromangan til bruk som bestanddel av omhy Ilings masser av presemantelsveiseelektroder.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av finpulverisert

ferromangan i form av korn som er omgitt av en oksydhud, til bruk som bestanddel av omhyllingsmasser av pressmantelsveiseelektroder, ved bråkjøling av en ferromangansmelte.

Til ferrolegeringer som anvendes i finfordelt form for fremstilling av om-

hyllinger for pressmantelelektroder, stiller man forskjellige krav. Således er det eksempelvis av fransk patent nr. 1.305.663 kjent å anvende ferrosilisium i mest mulig jevn kornstørrelsefordeling idet kornene har en glatt og avrundet, fortrinnsvis kuleformet overflate, og er passivisert overfor det vanlige som bindemiddel i omhyllingsmassen anvendte vannglass. Slikt ferrosilisiumpulver fåes ikke ved maling,

men ved forstøvning fra smelte ved hjelp av vann, damp eller gasser og/eller meka-

niske granuleringsinnretninger. Fra det tyske patent nr. 905.445 er det videre kjent også å fordyse ferromangan for nevnte formål fra smelte eller å granulere, idet det skal fåes en av oksydhud omgitte partikler. Da det mangler enhver nærmere angiv-

else i dette meget korte patentskrift over forstøvningsmiddel, temperatur, trykk, sammensetning av ferromangan o.s.v. er det herved ikke mulig å få et korn med glatt og avrundet, fortrinnsvis kuleformet overflate, og det har vist seg at forstøv-

ning av ferromangan av den handelsvanlige sammensetning, altså f.eks. a<y> såkalt ferromangan affiné med ca. 78 til 80% Mn, ca. 1 til 1,5% Si og ca. 1 til 1, 5% C, eller av såkalt ferromangan suraffiné med ca. 88 til 90% Mn, ca. 0,1 til 0,3% C.ogca. 1%

Si fåes et pulver, hvis korn er meget uregelmessig formet, og på grunn av deres

kløftede overflate har en utilstrekkelig passivitet overfor alkalier, som vannglass,

som knapt adskiller seg fra den helt utilstrekkelige passivitet av malt pulver.

Endelig beskrives også i sveitsisk patent nr. 347.062 fremstilling av.pressmantelsveiseelektroder, idet det i omhyllingsmassen innarbeides fordyset jernpulver, hvortil det var tillegert en liten mengde ferromangan; imidlertid inneholder om-hyllingen herved et metallpulver som overveiende består av jern.

Det er oppfinnelsens gjenstand ved forstøvning fra sirieltestrøm under egnede betingelser å fremstille en ferromangan som består av glatte og avrundet eller kuleformede partikler med jevn kornstørrelsefordeling, som har en fortrinlig passivitet overfor alkalier. Det er en ytterligere gjenstand for oppfinnelsen å anvende dette ferromangan i omhyllinger av préssmantelsveiséelektroder, idet disse elektroders fremstilling lettes vesentlig på grunn av pulverets stabilitet overfor alkalier, avfall forminskes og det av disse elektroder nedbragte sveisegods tilfredsstiller de stilledé krav med hensyn til kjemisk analyse og mekaniske godsyerdier. r

For fremstilling av ferromangan som er forstøvet ifølge oppfinnelsen kan man gå ut fra flytende ferromangan som eksempelvis fremkommer ved fremstilling fra ferrosilkomangan og manganmalm. Man kan imidlertid også gjenoppsmelte stykk-formet ferromangan , hvortil det eksempelvis anvendes en induksjonsovn og fordyse den således dannede smelte. Forstøvningen kan foregå med luft, vanndamp, en annen egnet gass eller gassblanding eller en egnet mekanisk granuleringsinnretning, idéf det triå påsees at oksygen i hvert tilfelle måf være tilstede enten.i kjemisk bind-ing, f.eks. i vanndamp som ved de høye temperaturer tjener som oksydasjonsmid-del, eller i fri form. Fordysingen foregår hensiktsmessig med en ringhull- eller ringslissdyse, hvorav gassen trer ut og treffer den gjennomgående metallstråle og forstøver den.

Før forstøvningen settes det til den smeltede ferromangan (f.eks. affiné eller suraffiné) en tilstrekkelig mengde av desoksydasjonsmiddel, fortrinnsvis aluminium og/eller silisium i form av f.eks. ferrosilisium, mangansilisium eller aluminiumsilisium, for å desoksydere de i smeiten tilstedeværende mindre mengder av manganoksyder, jernoksyder eller oppløst oksygen. Herved oppstår SiOg og <Al>gOg, som kan slaggdannes ved tilsetning av en slaggdanner, f.eks. CaO. Det skal ikke tilsettes mer enn 3 vektprosent Si, beregnet på vekten av det smeltede ferromangan, da sistnevnte allerede inneholder ca. 1 til 2% Si, og det ferdige for-dysedé ferromanganpulver skal ikke inneholde mer enn 5%, fortrinnsvis mindre enn 3% silisium. Ved tilsetning av desoksydasjonsmidlet resp. ved dannelsen av Si02 og/eller Al^ O^, som svever i fri fordeling i smeiten og delvis stiger opp og eventuelt slaggdannes, forandres det flytende ferromangans overflatespenning, hvilket antagelig er av avgjørende betydning for den etterfølgende oksyderende for-dysningsprosess og den ønskede glatt og av rundede kornform av ferromanganpar-tiklene. Under forstøvningsprosessen påføres ved det kjemisk bundne eller fri oksygen av fordysningsgassene på ferromanganpårtikkelen et tynt oksydsjikt som gjør kornene mer kjemisk og mekanisk motstandsdyktig.

Det på denne måte fremstilte fordysede ferromangan viser en liten reaktivitet overfor alkaliske medier, f.eks. natronlut og vannglass. Eksempel 4 viser at de ved behandling med alkalier i tilsvarende laboratorieprøver utviklede gassmengder (hydrogen) er vesentlig mindre enn de som frembringes av en handelsvanlig malt ferromangan.

Den passivering som oppnås ved fremstilling av materialet ifølge oppfinnelsen gir store fordeler ved fremstillingen av pressmantelsveiseelektroder i forhold til anvendelsen av ikke passivisert malt eller slikt ferromangan som ble fordyset eller granulert uten foregående tilsetning av et desoksydasjonsmiddel og eventuelt med ikke oksygenholdige gasser, f.eks. nitrogen. Reaksjonen med vannglass undertrykkes, hvorved elektrodenes tendens ved presning og tørkning til dannelse av porer og revner tilbaketrenges og produksjonstapet minskes. Da fremstillingen og tørkningen av elektrodene på grunn av den fremadskridende automatisering i elektrodefabrikkene foregår på stadig kortere tid, tilkommer det passiviseringen øket betydning.

Det har overraskende vist seg at ved sveising med pressmantelsveiseelektroder som inneholder ifølge oppfinnelsen fremstillet ferromanganpulver, foregår ingen økning av silisium eller aluminium i sveisegodset, da oksydhuden på overflaten og et visst oksygeninnhold i kornenes indre er tilstrekkelig til oksydasjon av overskytende silisium eller aluminium. Det ifølge oppfinnelsen fordysede ferromangan inneholder tilsammen 1 til 5%, fortrinnsvis 2 til 4% oksygen, antagelig bundet kjemisk som oksyd. Enskjønt det altså til frembringelse av et tilstrekkelig rundt og glatt korn setter til ferromangansmelten desoksydasjonsmiddel, fortrinnsvis aluminium og/eller silisium, f.eks. i form av ferrosilisium eller mangansilisium, således at ferro-manganets silisiuminnhold ved tilsetning av silisium utgjør 1,0 til 5%, fortrinnsvis 1,3 til 3%, så er silisiuminnholdet i sveisegodset ikke høyere enn ved anvendelsen av elektrode med handelsvanlig, malt ferromangan (1 til 1,5% Si) i omhyllingsmassen. Således kreves f.eks. ved en elektrode, som regnes til typen Es VIIIs (DIN 1913), silisiuminnhold fra 0 ,10 til 0 ,20%, og ved en elektrode av typen Ti VIIIs silisiuminnhold fra 0,30 til 0,50% i sveisegodset. Eksempel 5 viser at disse innhold overholdes såvel ved anvendelsen av malt ferromangan affiné med maksimalt 1,5% Si som også ifølge oppfinnelsen fordyset ferromangan affiné med ca. 2,7% silisium. Videre viser eksempel 5 den eksempelvise sammensetning av en pressmantelsveiseelektrode.

Det kunne ikke forutsies at en fordyset ferromangan, hvortil det for frembringelse av et rundt korn ble satt en øket mengde av desoksydasjonsmiddel, fortrinnsvis silisium, ved anvendelse i pressmantelsveiseelektrode da ikke forårsaket en økning av silisiuminnholdet i sveisegodset når det dessuten forefinnes en bestemt mengde oksydisk bundet oksygen i resp. på metallpulveret. Oksygeninnholdet fører heller ikke til en nedsettelse av manganutbyttet, men tjener til å slaggdanne overskytende silisium. En nedsettelse av sveiseegenskapene og mekaniske godsverdier opptrer ikke.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til fremstilling av finpulverisert ferromangan i form av korn, som er omgitt av en oksydhud for anvendelse som bestanddel av omhyllingsmasser av pressmantelsveiseelektroder, ved finfordeling av en ferromangansmelte og bråavkjøling av de dannede partikler, og fremgangsmåten er karakterisert ved at man blander en smelte av ferromangan affiné eller suraffiné og eventuelt brent kalk som slaggdanner ved temperaturer mellom 1260 og 1680°C med - beregnet på ferromangan - 0,5 til 3,5 vektprosent aluminium og/eller silisium i form av ferrosilisium, mangansilisium eller aluminiumsilisium, imidlertid maksimalt 3 vektprosent silisium, som desoksydasjonsmiddel og fordyser på i og for seg kjent måte med vann, vanndamp eller luft ved trykk mellom 1 og 12 ato til glatte og avrundede, fortrinnsvis kuleformede ferromanganpartikler i kornstørrelse fra fortrinnsvis 0,001 til 0,6 mm og med et innhold av 70 til 95 vektprosent mangan, inntil 1,5 vektprosent karbon, 1,0 til 5, fortrinnsvis 1,3 til 3,0 vektprosent silisium, 0 til 0,3 vektprosent aluminium og 1 til 5, fortrinnsvis 2-4% oksygen, eller granulerer på i og for seg kjent måte på en granuleringstallerken eller en annen egnet mekanisk innretning.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler.

Eksempel 1..

I en lysbueovn innsmeltes 200 kg ferromangan affiné av sammensetning

83,9% Mn, 1,4% Si, 1,32% C under tilsetning av 1 kg CaO som slaggdanner.

Smeiten ble først deoksydert med 9 kg mangansilisium (ca. 50% Mn, 40% Si, 10% Fe) og deretter, etter fjerning av slaggen ved 1590°C , med 350 g aluminium. Den flytende legering ble fordyset gjennom en ringslissdyse med 2 mm bred dampspalte med 5 ato vanndamp. Dampforbruket ble fastslått til 1,6 tonn/time. Det dannede metallpulver besto av glatte og kuleformede partikler av følgende sammensetning:

Rystevolumet av siktefraksjonen 0 til 0,3 mm ble bestemt til 33,6 ml/100 g.

Eksempel 2.

I en induksjonsovn ble det innsmeltet 1200 kg ferromangan affiné av sammen-setningen som i eksempel 1 under tilsetning av 3 kg CaO som slaggdanner. Før avstikningen ble legeringen desoksydert med 3 kg aluminium og 13 kg ferrosilisium (75% Si) ved 1360°C. Slaggen ble fjernet før og etter desoksyderingen. Under anvendelse av en ringhulldyse ble smeiten forstøvet med damp av 3 ,5 ato trykk. Dampforbruket ble fastslått til 2,7 tonn/time. Det dannede metallpulver besto av glatte og kuleformede partikler av følgende sammensetning:

Rystevolumet av siktefraksjonene 0 til 0,3 ble bestemt til 29,0 ml/100 g.

Eksempel 3.

I en induksjonsovn ble det innsmeltet 1200 kg ferromangan suraffiné av sammensetning 89,8% Mn, 0,22% C, 1,2% Si under tilsetning av 3 kg CaO

som slaggdanner. Før. avstikningen ble legeringen desoksydert med 3 kg aluminium og 13 kg ferrosilisium (75% Si) ved 1390°C. Smeiten ble forstøvet som angitt i eksempel 2. Metallpulveret besto av glatte og kuleformede partikler av følgende sammensetning:

Siktanalysen ga følgende fraksjoner:

Rystevolumet av siktefraksjonene 0 til 0 ,3 ble bestemt til 32 ml/100 g.

Eksempel 4.

For å undersøke passiviteten overfor alkalier ble den ifølge eksempel 1 fremstillede fordysede ferromangan affiné sammenlignet med en handelsvanlig malt ferromangan affiné som har følgende karakteristiske analyseverdier:

Eksempel 5.

Med en ifølge eksempel 1 fremstillet fordyset ferromangan affiné ble det fremstilt 3 sveiseelektroder, hvis omhylling har følgende sammensetning:

De samme sveiseelektroder ble i kontrollforsøk fremstilt med handelsvanlig malt ferromangan som hadde de i eksempel 4 nevnte karakteristiske analyseverdier. Sveisegodsets analyse ga:

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av finpulverisert ferromangan i form av korn, som er omgitt av en oksydhud for anvendelse som bestanddel av omhyllingsmasser av pressmantelsveiseelektroder, ved finfordeling av en ferromangansmelte og brå-avkjøling av de dannede partikler .karakterisert ved at man blander en smelte av ferromangan affiné eller suraffiné og eventuelt brent kalk som slaggdanner ved temperaturer mellom 1260 og 1680°C med - beregnet på ferromangan - 0 ,5 til 3,5 vektprosent aluminium og/eller silisium i form av ferrosilisium, mangansilisium eller aluminiumsilisium, imidlertid maksimalt 3 vektprosent silisium, som desoksydasjonsmiddel og fordyser på i og for seg kjent måte med vann, vanndamp eller luft ved trykk mellom 1 og 12 ato til glatte og avrundede, fortrinnsvis kuleformede ferromanganpartikler i kornstørrelse fra fortrinnsvis 0 ,001 til 0 ,6 mm og med et innhold av 70 til 95 vektprosent mangan, inntil 1,5 vektprosent karbon, 1,0 til 5, fortrinnsvis 1,3 til 3 ,0 vektprosent silisium, 0 til 0,3 vektprosent aluminium og 1 til 5, fortrinnsvis 2-4% oksygen, eller granulerer på i og for seg kjent måte på en granuleringstallerken eller en annen egnet mekanisk innretning.