RU2179593C1 - Fusing agent for welding and electroslag remelting - Google Patents
Fusing agent for welding and electroslag remelting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179593C1 RU2179593C1 RU2000123995A RU2000123995A RU2179593C1 RU 2179593 C1 RU2179593 C1 RU 2179593C1 RU 2000123995 A RU2000123995 A RU 2000123995A RU 2000123995 A RU2000123995 A RU 2000123995A RU 2179593 C1 RU2179593 C1 RU 2179593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- welding
- zirconium
- hafnium
- calcium fluoride
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургическим и сварочным материалам. The invention relates to metallurgical and welding materials.
Известен флюс ОФ - 6 ОСТ 5.9206-75, рекомендованный для дуговой механизированной и электрошлаковой сварки. Состав шихты флюса, мас.%: CaF2 - 50-60; СаО - 16-20; MgO - ≤ 3,0; Al2O3 - 20-24; MnO - < 0,3; Fe2O3 - < 1,5; Р - < 0,05; S - < 0,05.Known flux OF - 6 OST 5.9206-75, recommended for mechanized arc and electroslag welding. The composition of the flux mixture, wt.%: CaF 2 - 50-60; CaO - 16-20; MgO - ≤ 3.0; Al 2 O 3 - 20-24; MnO - <0.3; Fe 2 O 3 - <1.5; P - <0.05; S - <0.05.
Флюс обладает хорошими технологическими свойствами. Относится к группе бескремнистых безмарганцовистых флюсов. Построен на базе шлаковой системы СаО - Аl2О3 - CaF2 с преобладанием фтористого кальция.Flux has good technological properties. It belongs to the group of silicon-free manganese-free fluxes. Built on the basis of the slag system CaO - Al 2 O 3 - CaF 2 with a predominance of calcium fluoride.
Флюс имеет низкую химическую активность по отношению к свариваемому металлу. The flux has a low chemical activity with respect to the metal being welded.
Недостатком флюса является склонность к гидратации при хранении [И.И. Потапов. Сварочные материалы для дуговой сварки, т.1. Защитные газы и сварочные флюсы. -М.: Машиностроение, 1983 г.]. The disadvantage of flux is the tendency to hydration during storage [I.I. Potapov. Welding materials for arc welding, t.1. Shielding gases and welding fluxes. -M.: Engineering, 1983].
Известен флюс АНФ - 1П для электрошлакового переплава цветных металлов и сталей. Состав шихты флюса, мас.%: CaF2 - 90; Al2O3 - 3; СаО - ≤ 5; SiO2 - ≤ 2,5.Known flux ANF - 1P for electroslag remelting of non-ferrous metals and steels. The composition of the flux mixture, wt.%: CaF 2 - 90; Al 2 O 3 - 3; CaO - ≤ 5; SiO 2 - ≤ 2.5.
Флюс обладает минимальной окислительной способностью, однако имеет высокую скорость испарения вследствие высокой упругости паров CaF2 при температуре электрошлакового переплава [Б.Е. Патон, Б.И. Медовар. Электрошлаковая тигельная плавка и разливка металла. -К.: Наукова думка, 1988 г.].The flux has a minimal oxidizing ability, however, it has a high evaporation rate due to the high vapor pressure of CaF 2 at the temperature of electroslag remelting [B.E. Paton, B.I. Medovar. Electroslag crucible melting and casting of metal. -K .: Naukova Dumka, 1988].
В качестве прототипа настоящего технического решения выбран флюс АНФ-6, содержащий, мас. %: Al2O3 - 23-31; СаО - ≤ 8; SiO2 - ≤2,5; CaF2 - остальное [Н. Н. Потапов. Сварочные материалы для дуговой сварки. Москва, Машиностроение, 1989 г.].As a prototype of the present technical solution, the ANF-6 flux was selected, containing, by weight. %: Al 2 O 3 - 23-31; CaO - ≤ 8; SiO 2 - ≤2.5; CaF 2 - the rest [N. N. Potapov. Welding materials for arc welding. Moscow, Engineering, 1989].
Преимуществом данного флюса является:
- невысокая температура плавления;
- хорошие теплоизолирующие свойства;
- низкая склонность к гидратации.The advantage of this flux is:
- low melting point;
- good heat-insulating properties;
- low tendency to hydration.
К недостаткам указанного флюса относятся:
- повышенная электропроводность при высокой температуре, снижающая производительность плавки;
- активность флюса, обусловленная присутствием в составе флюса кремнезема.The disadvantages of this flux include:
- increased electrical conductivity at high temperature, reducing smelting performance;
- flux activity due to the presence of silica in the flux composition.
Изобретение решает задачу улучшения технологических и металлургических свойств флюса, таких, как отделяемость шлаковой корки, качество поверхности наплавленного металла, стабильная электропроводность флюса при высокой температуре, микролегирование и модифицирование металла с целью повышения коррозионных и механических свойств. The invention solves the problem of improving the technological and metallurgical properties of the flux, such as the separability of the slag crust, the surface quality of the deposited metal, the stable electrical conductivity of the flux at high temperature, microalloying and metal modification in order to increase the corrosion and mechanical properties.
Это достигается тем, что состав шихты флюса, содержащий фторид кальция, оксид кальция и оксид алюминия, дополнительно содержит комплексный оксифторид циркония и гафния при следующем соотношении компонентов, мас.%: Al2O3 - 20-25; СаО - 5-8; ZrF2O+HfF2O - 2-5; CaF2 - остальное.This is achieved by the fact that the composition of the flux mixture containing calcium fluoride, calcium oxide and aluminum oxide additionally contains complex zirconium and hafnium oxyfluoride in the following ratio of components, wt.%: Al 2 O 3 - 20-25; CaO - 5-8; ZrF 2 O + HfF 2 O - 2-5; CaF 2 - the rest.
Пределы содержания фторида кальция и окиси алюминия определены исходя из электропроводности и температуры плавления флюса. The limits of calcium fluoride and alumina are determined on the basis of electrical conductivity and the melting point of the flux.
Повышение содержания окиси кальция выше верхнего значения ведет к росту температуры плавления флюса и его гидролизуемости. An increase in the content of calcium oxide above the upper value leads to an increase in the melting point of the flux and its hydrolysis.
Снижение концентрации ниже нижнего предела отрицательно влияет на десульфирующие свойства флюса. Lowering the concentration below the lower limit negatively affects the desulfurizing properties of the flux.
Повышение содержания в шихте флюса комплексного оксифторида циркония и гафния выше верхнего значения приводит к повышению вязкости флюса, сужает интервал кристаллизации плава флюса, повышает активность флюса, что приводит к снижению коррозионных и прочностных свойств. An increase in the content of complex zirconium and hafnium oxyfluoride in the flux mixture above the upper value leads to an increase in the viscosity of the flux, narrows the crystallization interval of the flux melt, and increases the activity of the flux, which leads to a decrease in corrosion and strength properties.
Снижение его содержания менее нижнего предела приводит к устранению микролегирующего эффекта, что также влияет на прочностные и коррозионные свойства наплавленного металла. The decrease in its content to less than the lower limit leads to the elimination of microalloying effect, which also affects the strength and corrosion properties of the weld metal.
В технике известно использование окиси циркония и циркона для получения составов флюсов [Бобриков Ю.В. и др. Особенности окисления металла двуокисью циркония при наплавке под флюсом. Сварочное производство, 1983, 9. Займовский А. В. Двуокись циркония, как компонент низкокремнистых сварочных флюсов. Автоматическая сварка, 1979, 10, с.61-64, а.с. 376198. Сварочный флюс]. It is known in the art to use zirconium oxide and zircon to obtain flux compositions [Bobrikov Yu.V. et al. Features of metal oxidation by zirconium dioxide during submerged-arc surfacing. Welding production, 1983, 9. Zaimovsky A. V. Zirconium dioxide as a component of low-silicon welding fluxes. Automatic Welding, 1979, 10, pp. 61-64, a.s. 376198. Welding flux].
Применение термодинамически менее стойкого оксифторида циркония, обогащенного оксифторидом гафния, в сочетании с фторидом кальция, окислами кальция и алюминия, в указанных пропорциях, дает новый эффект, а именно, стабилизацию электропроводности при высоких температурах, улучшение отделяемости шлака, улучшение качества поверхности, повышение коррозионных и механических свойств наплавляемого металла, вследствие микролегирования и модифицирования структуры металла. The use of thermodynamically less stable zirconium oxyfluoride enriched in hafnium oxyfluoride, in combination with calcium fluoride, calcium and aluminum oxides, in the indicated proportions, gives a new effect, namely, stabilization of electrical conductivity at high temperatures, improved slag separability, improved surface quality, increased corrosion and mechanical properties of the deposited metal, due to microalloying and modification of the metal structure.
Таким образом, предлагаемый состав шихты флюса придает ему новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Thus, the proposed composition of the flux mixture gives it new properties, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Основные компоненты флюса - фторид кальция и оксифториды циркония и гафния извлекались из отходов производства - продуктов выщелачивания спека циркона, кремнефтористого калия и хлорида калия. Использовался продукт, улавливаемый на рамных пресс-фильтрах в схеме регенерации гидроокиси калия. The main components of the flux — calcium fluoride, and zirconium and hafnium oxyfluorides — were extracted from production wastes — leached products of sintered zircon, potassium silicofluoride, and potassium chloride. The product used was trapped on frame press filters in a potassium hydroxide regeneration scheme.
Фторид кальция и оксифторид циркония и гафния подвергали предварительной сушке и прокалке при 700oС.Calcium fluoride and zirconium and hafnium oxyfluoride were subjected to preliminary drying and calcination at 700 o C.
Окись кальция и окись алюминия зашихтовывались в виде плава шлака, представляющего отходы производства чернового ниобия. Дефицит окиси алюминия компенсировался глиноземом по ГОСТ 6912. Шихта, составленная в указанных пределах, переплавлялась в печах ИС-016 при 1250-1350oС. Плав флюса разливали в изложницы, подвергали дроблению и классификации по границам 0,4-3 мм. Готовый флюс анализировали по химическому составу.Calcium oxide and aluminum oxide were sewn in the form of slag melt, representing waste from the production of rough niobium. The alumina deficiency was compensated by alumina according to GOST 6912. The batch compiled within the indicated limits was remelted in IS-016 furnaces at 1250-1350 o С. The flux was poured into molds, crushed and classified at 0.4-3 mm boundaries. The finished flux was analyzed by chemical composition.
Было осуществлено промышленное применение заявляемого флюса при сварке бандажей реторт для дистилляции кальция и проведены сравнительные испытания заявляемого технического решения и прототипа. The industrial use of the inventive flux was carried out in welding of retort bandages for calcium distillation, and comparative tests of the claimed technical solution and prototype were carried out.
Испытания включали автоматическую сварку образцов, испытания образцов на разрыв и изгиб, испытания на сопротивление межкристаллитной коррозии. Проводили также:
- рентгеноструктурный анализ наплавленного металла на содержание циркония и гафния;
- металлографические исследования структуры наплавленного металла;
- измерения твердости.Tests included automatic welding of samples, testing of samples for tensile and bending, tests for resistance to intergranular corrosion. Conducted also:
- X-ray diffraction analysis of the deposited metal for the content of zirconium and hafnium;
- metallographic studies of the structure of the weld metal;
- hardness measurements.
Испытывались флюсы с различным составом шихты с содержанием компонентов по нижнему пределу - Н, по верхнему пределу - В и по средним значениям - С (табл.1). Fluxes with different composition of the mixture were tested with the content of the components at the lower limit - H, at the upper limit - B and average values - C (Table 1).
Сварка образцов и бандажей реторт выполнялась автоматом ТС-17Му в V-образную разделку. Welding of samples and bandages of retorts was performed by a TS-17Mu machine in a V-shaped groove.
Свариваемые материалы - сталь 12Х18Н10Т, толщина пластин δ = 12 мм; сварочная проволока ⌀ 4 мм, марки Св-07Х19Н10Б. Welded materials - steel 12X18H10T, plate thickness δ = 12 mm; welding wire ⌀ 4 mm, grade Sv-07X19H10B.
Результаты испытаний составов флюсов, приведенные в табл.2, позволяют сделать следующие выводы. The test results of the compositions of the fluxes given in table 2, allow to draw the following conclusions.
Металл, наплавленный с применением разработанного флюса, имеет более высокие механические свойства и сопротивление межкристаллитной коррозии при испытаниях по ГОСТ 6032-89 методом АМУ. The metal deposited using the developed flux has higher mechanical properties and resistance to intergranular corrosion when tested according to GOST 6032-89 by the AMU method.
Зафиксировано легирование наплавленного металла цирконием и гафнием. The alloying of the deposited metal with zirconium and hafnium was recorded.
Структура металла более мелкозернистая, такая структура благоприятно сказывается на распределении примесных элементов и повышает прочностные и коррозионные свойства, что подтверждается таблицей. The metal structure is finer-grained, such a structure favorably affects the distribution of impurity elements and increases the strength and corrosion properties, which is confirmed by the table.
Таким образом, сравнительные испытания показали повышение качества наплавленного металла при использовании заявляемого флюса. Thus, comparative tests showed an increase in the quality of the weld metal using the inventive flux.
Проведены испытания флюса при выплавке стали 35Х2Н7 по ГОСТ 9788 в печи ДСН 1,5. Отмечены хорошая жидкотекучесть флюса и отделяемость шлака от металла и подины печи. Flux tests were carried out in the smelting of steel 35X2H7 according to GOST 9788 in the
Флюс рекомендуется для применения при электрошлаковом переплаве и электрошлаковой сварке. Flux is recommended for use in electroslag remelting and electroslag welding.
Предприятие разработчик располагает всеми компонентами флюса в виде отходов основного производства, необходимым оборудованием для его выпуска в значительных количествах. The developer company has all the components of the flux in the form of waste from the main production, the necessary equipment for its production in significant quantities.
Claims (1)
Оксид алюминия - 20-25
Оксид кальция - 5-8
Комплексный оксифторид циркония и гафния - 2-5
Фторид кальция - Остальное
2. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника фторида кальция, оксифторидов циркония и гафния используют продукты выщелачивания спека циркона, кремнефтористого калия и хлорида калия.1. The flux for welding and electroslag remelting containing calcium fluoride, alumina, calcium oxide, characterized in that it additionally contains complex zirconium and hafnium oxyfluoride in the following ratio of components, wt. %:
Alumina - 20-25
Calcium Oxide - 5-8
Complex zirconium and hafnium oxyfluoride - 2-5
Calcium Fluoride - Else
2. The flux according to claim 1, characterized in that the leaching products of sintered zircon, potassium silicofluoride and potassium chloride are used as a source of calcium fluoride, zirconium and hafnium oxyfluorides.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123995A RU2179593C1 (en) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | Fusing agent for welding and electroslag remelting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123995A RU2179593C1 (en) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | Fusing agent for welding and electroslag remelting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2179593C1 true RU2179593C1 (en) | 2002-02-20 |
Family
ID=20240216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123995A RU2179593C1 (en) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | Fusing agent for welding and electroslag remelting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179593C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467853C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова | Ceramic flux additive |
| RU2492983C1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Welding compound |
-
2000
- 2000-09-19 RU RU2000123995A patent/RU2179593C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ЗАЙМОВСКИЙ А.В. Двуокись циркония, как компонент низкокремнистых сварочных флюсов. Автоматическая сварка. - 1979, № 10, с.61-64. * |
| ПОТАПОВ Н.Н. Сварочные материалы для дуговой сварки. Т.1. - М.: Машиностроение, 1989, с.498. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467853C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова | Ceramic flux additive |
| RU2492983C1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Welding compound |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5071939B2 (en) | Electroslag remelting slag for copper alloy and method for producing copper alloy material | |
| RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
| CA2486439C (en) | A calcium-silicate based slag for treatment of molten silicon | |
| RU2329322C2 (en) | Method of producing high titanium ferroalloy out of ilmenite | |
| RU2179593C1 (en) | Fusing agent for welding and electroslag remelting | |
| US2760859A (en) | Metallurgical flux compositions | |
| RU2374349C1 (en) | Method of smelting of vanadium-bearing alloys | |
| RU2074800C1 (en) | Flux for welding and surfacing | |
| US4184869A (en) | Method for using flux and slag deoxidizer in ESR process | |
| RU2690877C1 (en) | Method of extracting metallic silicon from technical grade slag | |
| RU2786778C1 (en) | Alloy for processing of melts of iron in the processes of ferrous metallurgy | |
| SU1447908A1 (en) | Flux for treating aluminium-silicon alloys | |
| RU2424343C2 (en) | Procedure for melting refined ferro-chromium | |
| JPH07207359A (en) | Method for refining molten al or al alloy | |
| US2797988A (en) | Process of producing metal alloys of low impurity content | |
| SU529221A1 (en) | Method of melting flux | |
| SU1275047A1 (en) | Charge for producing alloying,deoxidizing and refining melt | |
| RU2203787C2 (en) | Welding flux | |
| JPS5923812A (en) | Decarburizing method of iron and steel | |
| RU2230807C1 (en) | Flux for electroslag refining of non-ferrous metals | |
| SU601265A1 (en) | Refractory packing compound | |
| SU730455A1 (en) | Boiling intensifier | |
| WO2023224516A1 (en) | Alloy for processing of iron melts in the processes of ferrous metallurgy | |
| RU2207237C2 (en) | Welding flux | |
| SU655725A1 (en) | Method of smelting high-speed steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090920 |