RU2448824C1 - Charge for producing welding fused flux - Google Patents

Charge for producing welding fused flux Download PDF

Info

Publication number
RU2448824C1
RU2448824C1 RU2011111812/02A RU2011111812A RU2448824C1 RU 2448824 C1 RU2448824 C1 RU 2448824C1 RU 2011111812/02 A RU2011111812/02 A RU 2011111812/02A RU 2011111812 A RU2011111812 A RU 2011111812A RU 2448824 C1 RU2448824 C1 RU 2448824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flux
welding
gabbro
charge
diabase
Prior art date
Application number
RU2011111812/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Николаевич Игнатов (RU)
Михаил Николаевич Игнатов
Анна Михайловна Игнатова (RU)
Анна Михайловна Игнатова
Станислав Валентинович Наумов (RU)
Станислав Валентинович Наумов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет"
Priority to RU2011111812/02A priority Critical patent/RU2448824C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2448824C1 publication Critical patent/RU2448824C1/en

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in machine welding and pad welding carbon steel with low-alloyed welding wire. The charge for making welding fused flux used is gabbro-diabase rock from the Lomovsky deposit in Perm region, having the following composition, wt %: SiO2 - 48.56, MnO - 0.22, CaO - 8.33, MgO - 3.71, Al2O3 - 12.44, Na2O - 2.37, K2O - 1.23, TiO2 - 4.42, Fe2O3 - 8.55, P2O5 - 0.47, Stotal - less than 0.03. Use of the gabbro-diabase enables to obtain high-silica non-manganiferous flux.
EFFECT: flux has high removability of slag the surface of the joint, and ensures quality joint formation and arcing stability.
1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к сварочной отрасли, а именно к составам шихты для получения сварочного плавленого флюса, и может быть использовано при механизированной сварке и наплавке углеродистых сталей общего назначения низколегированной сварочной проволокой.The invention relates to the welding industry, namely, the composition of the mixture to obtain a welding fused flux, and can be used in mechanized welding and surfacing of carbon steels for general purposes with low alloy welding wire.

Известна шихта для получения сварочного плавленого флюса (Технологическая инструкция на изготовление плавленого флюса марки ФЦ-16 ТИ-30-03-80, М., НПО ЦНИИТМаш, 01.07.80), содержащая, мас.%:Known mixture for producing fused welding flux (Technological instructions for the manufacture of fused flux brand FTs-16 TI-30-03-80, M., NPO TSNIITMash, 01.07.80), containing, wt.%:

Кварцевый песокQuartz sand 27-3227-32 Мрамор (CaO)Marble (CaO) 16-2016-20 Марганцевый концентратManganese Concentrate 4,5-94,5-9 Окись алюминия безводнаяAnhydrous Alumina (18-20)(18-20) МагнезитMagnesite 7-97-9 Флюоритовый концентратFluorite concentrate 11-1511-15 Фтористый натрийSodium fluoride 3-7,53-7.5

Эта шихта предназначена для получения сварочного плавленого флюса, который применяется при многослойной автоматической сварке кольцевых швов корпусных конструкций.This charge is designed to produce fused flux welding, which is used in multilayer automatic welding of ring welds of hull structures.

Недостатком шихты является то, что в ее составе используются дорогостоящие компоненты (марганцевый концентрат, глинозем, магнезит). Помимо этого, марганцевый концентрат, входящий в состав шихты, является основным загрязнителем флюса серой (содержание достигает до 0,25%) и фосфором (до 0,3%). При этом состав шихты не обеспечивает как снижение серы, так и уменьшение концентрации фосфора в исходных материалах в связи с сильными химическими связями фосфора с минералами в марганцевой руде, что приводит к распространению серы и фосфора как в шлаковой корке, так и в металлической ванне во время сварки. Высокое содержание серы и фосфора в сварных швах приводит к образованию трещин, т.е. влияет на качество сварного шва.The disadvantage of the charge is that its composition uses expensive components (manganese concentrate, alumina, magnesite). In addition, the manganese concentrate, which is part of the charge, is the main contaminant of flux sulfur (up to 0.25%) and phosphorus (up to 0.3%). Moreover, the composition of the charge does not provide both a decrease in sulfur and a decrease in the concentration of phosphorus in the starting materials due to strong chemical bonds of phosphorus with minerals in manganese ore, which leads to the spread of sulfur and phosphorus both in the slag crust and in the metal bath during welding. The high content of sulfur and phosphorus in the welds leads to the formation of cracks, i.e. affects the quality of the weld.

Кроме того, использование в составе шихты окиси алюминия приводит к удалению легких частиц глинозема в процессе плавки, причем величина окиси алюминия достигает 3%, что затрудняет получение флюса стабильного химического состава и требует дополнительной операции по контролю состава выплавляемого флюса.In addition, the use of alumina in the mixture leads to the removal of light alumina particles during the smelting process, and the amount of alumina reaches 3%, which makes it difficult to obtain a flux of stable chemical composition and requires an additional operation to control the composition of the smelted flux.

Наиболее близкой к предлагаемой шихте по составу и технологическим свойствам является шихта (А.С. №1098731, МПК 5 В23K 35/362, 1984), состоящая, мас.%:Closest to the proposed mixture in composition and technological properties is a mixture (A.S. No. 1098731, IPC 5 V23K 35/362, 1984), consisting, wt.%:

Глиноземистый побочный продуктAlumina by-product 26-3326-33 Марганцевый шлак ферросплавногоFerroalloy Manganese Slag производства с окислителемproduction with an oxidizing agent рафинираторомrefiner 10-3410-34 Магнезитовый порошокMagnesite powder 7-8,57-8.5 МраморMarble 3-113-11 Кварцевый песокQuartz sand 7-177-17 Фтористый натрийSodium fluoride 6-7,56-7.5 Флюоритовый концентратFluorite concentrate 14-1614-16

Недостатком шихты является то, что она содержит шлаковые материалы, которые имеют нестабильный состав и высокое содержание вредных примесей по содержанию серы (0,1-1,2%), что влияет (снижает) на качество получаемого флюса и соответственно на качество сварных швов. В составе шихты используется дорогостоящее сырье, что обуславливает высокую себестоимость получаемого плавленого сварочного флюса.The disadvantage of the charge is that it contains slag materials that have an unstable composition and a high content of harmful impurities in terms of sulfur content (0.1-1.2%), which affects (reduces) the quality of the flux and, accordingly, the quality of the welds. The composition of the charge uses expensive raw materials, which leads to the high cost of the resulting fused welding flux.

Задачей изобретения является снижение себестоимости флюса, получение высококачественного сварочного плавленого флюса, расширение минерально-сырьевой базы Пермского края для производства сварочных материалов.The objective of the invention is to reduce the cost of flux, obtaining high-quality welding fused flux, expanding the mineral resource base of the Perm region for the production of welding materials.

Поставленная задача была решена за счет того, что в качестве шихты сварочного плавленого флюса была использована горная порода габбро-диабаз Ломовского месторождения Пермского края.The problem was solved due to the fact that the gabbro-diabase rock of the Lomovskoye deposit in the Perm Territory was used as a mixture of welding fused flux.

Габбро-диабаз Ломовского месторождения Пермского края содержит оксиды, приведенные в табл.1.Gabbro-diabase of the Lomovskoye deposit in the Perm Territory contains the oxides shown in Table 1.

Таблица 1Table 1 ЭлементыItems SiO2 SiO 2 MnOMnO CaOCao MgOMgO Al2O3 Al 2 O 3 Na2ONa 2 O K2OK 2 O TiO2 TiO 2 Fe2O3 Fe 2 O 3 P2O5 P 2 O 5 Soбщ S total Содержание, мас.%Content, wt.% 48,5648.56 0,220.22 8,338.33 3,713.71 12,4412.44 2,372,37 1,231.23 4,424.42 8,558.55 0,470.47 <0,03<0.03

Габбро-диабаз Ломовского месторождения Пермского края с некоторым приближением соответствует составам флюсов ФЦ-16, ФЦ-16А, АН-47 и АН-15. Область этих флюсов на трехкомпонентной диаграмме состояний системы CaO-MgO-SiO2 лежит между изотермами 1400 и 1500°С, но температура плавления этих флюсов составляет 1300-1350°С благодаря введению в состав шихты дополнительных оксидов MnO, Na2O, K2O и фторидов CaF2 и NaF. Габбро-диабаз на диаграмме состояния находится выше области сварочных флюсов между изотермами 1300-1500°С, но температура его плавления из-за низкого содержания оксида магния (3,71%) не превышает 1400°С. То есть температура плавления предлагаемого флюса и вышеперечисленных флюсов, в которые вводится дополнительное дорогостоящее сырье (CaF2, MnO и др.), одинакова.Gabbro-diabase of the Lomovskoye deposit in the Perm Territory, with some approximation, corresponds to the flux compositions of FTs-16, FTs-16A, AN-47 and AN-15. The region of these fluxes in the three-component state diagram of the CaO-MgO-SiO 2 system lies between the isotherms of 1400 and 1500 ° С, but the melting point of these fluxes is 1300-1350 ° С due to the introduction of additional oxides MnO, Na 2 O, K 2 O and fluorides CaF 2 and NaF. Gabbro-diabase in the state diagram is located above the region of welding fluxes between the isotherms of 1300-1500 ° С, but its melting temperature does not exceed 1400 ° С due to the low content of magnesium oxide (3.71%). That is, the melting temperature of the proposed flux and the above fluxes, into which additional expensive raw materials (CaF 2 , MnO, etc.) are introduced, are the same.

Использование габбро-диабаза в качестве шихты позволяет исключить из состава шихты дорогостоящие и дефицитные компоненты - магнезитовый порошок, глинозем, кварцевый песок, мрамор, так как оксиды кремния, алюминия, кальция и магния, которые в достаточных количествах входят в состав габбро-диабаза Ломовского месторождения Пермского края. Стоимость габбро-диабаза в 8-12 раз меньше стоимости глинозема, марганцевого концентрата и мрамора, что позволяет значительно снизить материальные затраты на производство сварочного плавленого флюса.The use of gabbro-diabase as a charge makes it possible to exclude expensive and scarce components from the composition of the charge — magnesite powder, alumina, quartz sand, and marble, since oxides of silicon, aluminum, calcium, and magnesium, which are contained in sufficient quantities in the gabbro-diabase of the Lomovsky deposit Perm region. The cost of gabbro-diabase is 8-12 times less than the cost of alumina, manganese concentrate and marble, which can significantly reduce the material costs of producing fused welding flux.

Преимуществом габбро-диабаза также является низкое содержание в нем примесей серы (<0,03%) и фосфора (до 0,61% пятивалентного оксида фосфора). Низкое содержание вредных примесей позволяет улучшить качество получаемого флюса и соответственно качество сварных швов.The advantage of gabbro-diabase is also its low content of sulfur impurities (<0.03%) and phosphorus (up to 0.61% pentavalent phosphorus oxide). The low content of harmful impurities can improve the quality of the obtained flux and, accordingly, the quality of the welds.

Преимуществом предлагаемого однокомпонентного состава шихты является и улучшение экологии, так как в составе шихты нет искусственных химических компонентов, магматическая горная порода габбро-диабаз не выделяет вредных веществ при плавлении. Во время плавки не требуется вводить дополнительные рафинирующие компоненты, так как габбро-диабаз обладает низким содержанием вредных примесей. А перед плавкой нет необходимости рассчитывать рецептурный состав шихты.An advantage of the proposed one-component composition of the charge is also the improvement of the environment, since the composition of the charge does not contain artificial chemical components, the igneous rock gabbro-diabase does not emit harmful substances during melting. During melting, it is not necessary to introduce additional refining components, since gabbro-diabase has a low content of harmful impurities. And before melting there is no need to calculate the recipe composition of the mixture.

Кроме того, использование габбро-диабаза Ломовского месторождения Пермского края позволит расширить минерально-сырьевую базу Пермского края для производства сварочных материалов.In addition, the use of gabbro-diabase from the Lomovskoye deposit in the Perm Territory will expand the mineral resources base of the Perm Territory for the production of welding materials.

Известно использование габбро-диабаза Ломовского месторождения Пермского края в строительстве в качестве строительного материала (Данилевич И.С., Захаров Л.И., Козлов А.С., Пушкин С.А. Облицовочные и поделочные камни Пермской области. Справочник. Пермское государственное геологическое предприятие "Пермгеолнеруд", Пермь, 1998).It is known to use gabbro-diabase of the Lomovskoye deposit in the Perm Territory in construction as a building material (Danilevich I.S., Zakharov L.I., Kozlov A.S., Pushkin S.A. Facing and ornamental stones of the Perm Region. Reference. Perm State geological enterprise "Permgeolerud", Perm, 1998).

Использование габбро-диабаза Ломовского месторождения Пермского края в сварочной отрасли, а именно в качестве шихты сварочного плавленого флюса, неизвестно из уровня техники. Впервые были выявлены такие свойства этой породы как стабильный химический состав, низкое содержание вредных примесей, стабильная температура плавления, которые позволяют уменьшить себестоимость получаемого сварочного флюса, улучшить экологию производства, повысить качество получаемого флюса и соответственно качество сварных швов.The use of gabbro-diabase of the Lomovskoye deposit in the Perm Territory in the welding industry, namely, as a mixture of fused welding flux, is not known from the prior art. For the first time, such properties of this rock as a stable chemical composition, low content of harmful impurities, and a stable melting temperature were revealed, which can reduce the cost of the resulting welding flux, improve the production environment, improve the quality of the flux and, accordingly, the quality of the welds.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

В лабораторных условиях были получены опытные образцы плавленого сварочного флюса в графитовом тигле. В качестве шихты был использован габбро-диабаз Ломовского месторождения Пермского края, состав которого приведен в табл.1.In laboratory conditions, prototypes of fused welding flux in a graphite crucible were obtained. The gabbro-diabase of the Lomovskoye deposit in the Perm Territory, the composition of which is given in Table 1, was used as a charge.

Габбро-диабаз дробили до фракции не более 4 мм, после чего плавили. Режим плавки: I=150-160 А, время 30 мин. После плавки осуществляли сухую грануляцию до фракции 0,4-2 мм. В результате был получен высококремнистый безмарганцовистый флюс, темно-коричневого цвета.Gabbro-diabase was crushed to a fraction of not more than 4 mm, and then melted. Melting mode: I = 150-160 A, time 30 min. After melting, dry granulation was carried out to a fraction of 0.4-2 mm. The result was a high-silicon manganese-free flux, dark brown.

С использованием полученного флюса была проведена сварка стальных пластин марки Ст3сп толщиной 14 мм, которая показала: флюс обладает хорошей отделимостью шлаковой корки с поверхности шва, что обеспечивается меньшим окислительным действием флюса на твердеющий металл шва, т.к. образование окисной пленки на поверхности шва происходит медленнее и сцепление шлака с этой поверхностью затрудняется.Using the obtained flux, welding of steel plates of the St3sp brand with a thickness of 14 mm was carried out, which showed: the flux has good separability of the slag crust from the surface of the weld, which is ensured by a less oxidizing effect of the flux on the hardening weld metal, because the formation of an oxide film on the surface of the weld is slower and adhesion of the slag to this surface is difficult.

По РД 03-613-03 установлено, что предлагаемый плавленый сварочный флюс обладает 5-балльной оценкой по следующим сварочным свойствам: отделимость шлаковой корки, качество формирования шва и стабильность горения дуги.According to RD 03-613-03, it was found that the proposed fused welding flux has a 5-point rating for the following welding properties: separability of the slag crust, the quality of the weld formation and the stability of the arc burning.

Claims (1)

Применение габбро-диабаза Ломовского месторождения Пермского края в качестве шихты для получения сварочного плавленого флюса. The use of gabbro-diabase of the Lomovskoye field in the Perm Territory as a charge for producing fused welding flux.
RU2011111812/02A 2011-03-29 2011-03-29 Charge for producing welding fused flux RU2448824C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111812/02A RU2448824C1 (en) 2011-03-29 2011-03-29 Charge for producing welding fused flux

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111812/02A RU2448824C1 (en) 2011-03-29 2011-03-29 Charge for producing welding fused flux

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2448824C1 true RU2448824C1 (en) 2012-04-27

Family

ID=46297453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111812/02A RU2448824C1 (en) 2011-03-29 2011-03-29 Charge for producing welding fused flux

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2448824C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU439367A1 (en) * 1973-06-01 1974-08-15 Предприятие П/Я А-1944 Lining to form the back side of the seam
SU1098731A1 (en) * 1983-06-13 1984-06-23 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева Composition of charge for obtaining fused welding flux
RU2381884C1 (en) * 2008-08-13 2010-02-20 Виктор Иванович Балабанов Composition of powdered material for inductive welding

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU439367A1 (en) * 1973-06-01 1974-08-15 Предприятие П/Я А-1944 Lining to form the back side of the seam
SU1098731A1 (en) * 1983-06-13 1984-06-23 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева Composition of charge for obtaining fused welding flux
RU2381884C1 (en) * 2008-08-13 2010-02-20 Виктор Иванович Балабанов Composition of powdered material for inductive welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5549891B2 (en) Refractory block for glass melting furnace
RU2579412C2 (en) Flux for steel mechanised welding and surfacing
RU2521005C1 (en) Composition for manufacturing heat resistant composites
CN103962751A (en) Sintered flux for efficient submerged arc welding and production technology thereof
EP3901289A1 (en) Method for producing a mainly crystalline solidified steel slag
JP5782118B2 (en) Refractory block and glass furnace
CN105018678B (en) A kind of steel desulfurization agent and its sulfur method and method for making steel
RU2448824C1 (en) Charge for producing welding fused flux
JP6437420B2 (en) Firing flux for submerged arc welding of high strength steel
CN104032096A (en) Desulfurization slag modifying agent and molten iron desulfurization method
JP6353264B2 (en) Cement clinker with improved fluidity
CN104032094A (en) Desulfurization slag modifying agent and molten iron desulfurization method
CN107400783A (en) A kind of high purity magnesium refining agent and high purity magnesium refinery practice
CN104178599A (en) Desulfuration residue modifier and desulfuration method of vanadium-titanium molten iron
RU2749735C1 (en) Flux for mechanized welding and surfacing of steels
CN103878504A (en) Low-temperature steel CO2 one-side welding liner block
RU2732369C1 (en) Method of producing cast glassceramic material
JP2021126676A (en) Fused flux and method for manufacturing weld joint
RU2793303C1 (en) Method for manufacturing welding flux from man-made waste of steelmaking
RU2478590C1 (en) Slag fluxing agent
RU2304501C2 (en) Welding flux used for the electric-arc welding
RU2602542C1 (en) Composition for making heat-resistant composites
RU2107601C1 (en) Flux for electric arc welding
RU2304500C2 (en) Welding flux used for the electric-arc welding
RU2772822C1 (en) Flux for mechanized welding and surfacing of steels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180330