RU2681052C1 - Шихта для порошковой проволоки - Google Patents
Шихта для порошковой проволоки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681052C1 RU2681052C1 RU2017140601A RU2017140601A RU2681052C1 RU 2681052 C1 RU2681052 C1 RU 2681052C1 RU 2017140601 A RU2017140601 A RU 2017140601A RU 2017140601 A RU2017140601 A RU 2017140601A RU 2681052 C1 RU2681052 C1 RU 2681052C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- dust
- gas cleaning
- manganese
- charge
- Prior art date
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 102220504526 Dolichyl-diphosphooligosaccharide-protein glycosyltransferase subunit 4_V23K_mutation Human genes 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 101100310510 Botryococcus braunii SMT-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Шихта для порошковой проволоки содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и пыль газоочистки производства силикомарганца при следующем соотношении компонентов, мас.%: пыль газоочистки производства силикомарганца 47-80, пыль электрофильтров алюминиевого производства 20-53. Введение в состав шихты порошковой проволоки пыли газоочистки производства силикомарганца позволяет проводить восстановление марганца из оксидов пыли газоочистки производства силикомарганца углеродом, содержащимся в пыли газоочистки производства алюминия, за счет чего получить наплавленный марганецсодержащий металл повышенной износостойкости и утилизировать отходы с получением востребованного материала. 2 табл.
Description
Изобретение относится к сварочному производству, в частности к производству порошковой проволоки, и может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости.
Известно, что для наплавки ответственных изделий, к которым предъявляются высокие требования по твердости и износостойкости, используются сплавы марганца (Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под ред. Б.Е. Патона. - Москва: Металлургия, 1974. - 768 с.). Для получения ферромарганца используют, в основном, бесфлюсовый способ выплавки (Рысс М.А Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985. - 344 с.). При этом восстановление углеродом происходит по реакциям:
Следует отметить, что производство марганца связано с большими материальными затратами, при этом существующая схема производства включает в себя извлечение марганца при плавке ферросплавов с потерями марганца при производстве в шлак и в виде пыли с отходящими газами, а также при помоле и рассеве, кроме того, при последующем использовании при производстве стали происходит окисление легирующих элементов и уменьшение сквозного извлечения марганца. Известны технологии прямого легирования, предполагающие восстановление легирующих элементов непосредственно из оксидного сырья при дуговом разряде (Прямое легирование рельсовой стали ванадийсодержащим шлаком / В.В. Могильный, В.Ф. Царев, Н.А. Козырев и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. - 1997. - №12. - С. 40-42.; Прямое легирование стали марганцем в дуговых электросталеплавильных печах / Н.В. Толстогузов, Л.А. Годик, Н.А. Козырев и др. // Сталь. - 1995. - №1. - С. 24-27.) В связи с чем, возможно введение в шихту порошковой проволоки оксидов марганца и восстановление оксидов марганца при электродуговом разряде по реакциям (1-3).
Известна, выбранная в качестве прототипа (RU №2623981 МПК В23К 35/36, В23К 35/368) шихта порошковой проволоки, содержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства, которая дополнительно содержит вольфрамовый концентрат КШ-4 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Вольфрамовый концентрат | 19-81 |
| Пыль электрофильтров алюминиевого производства | 19-81, |
при этом пыль электрофильтров алюминиевого производства имеет следующий состав, мас. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%, СаО=0,7-2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, P=0,1-0,18
Недостатками данной шихты порошковой проволоки являются:
- использование в качестве оксидной составляющей руд, а не техногенных отходов металлургического производства;
- высокие затраты связанные с использованием дефицитного и дорогостоящего материала - вольфрамового концентрата в значительных количествах;
- высокая трудоемкость при изготовлении проволоки в связи с необходимостью использования специального оборудования для извлечения и обогащения вольфрамсодержащих руд, а так же измельчения вольфрамового концентрата до малых размеров;
- пониженная твердость и износостойкость наплавляемого металла.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении качественных показателей наплавляемого металла, в частности твердости и износостойкости, а также утилизации отходов металлургического производства.
Для решения существующей технической проблемы предлагается в шихту для порошковой проволоки, содержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства, ввести дополнительно пыль газоочистки производства силикомарганца, а компоненты взять в следующем соотношении, мас. %:
| Пыль газоочистки производства силикомарганца | 47-80 |
| Пыль электрофильтров алюминиевого производства | 20-53 |
Техническими результатами при использовании изобретения являются:
- повышение качественных показателей наплавляемого металла, в частности износостойкости и твердости;
- полезное использование отходов металлургического производства; Введение в состав шихты порошковой проволоки пыли газоочистки производства силикомарганца позволяет:
- проводить восстановление марганца, из оксидов пыли газоочистки производства силикомарганца, углеродом, содержащимся в пыли газоочистки производства алюминия, за счет чего получить наплавленный марганецсодержащий металл повышенной износостойкости;
- утилизировать отходы с получением востребованного материала.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем, исходя из качества, получаемого при наплавке металла, стабильности процесса наплавки, предотвращения образования холодных трещин и получения требуемых эксплуатационных свойств.
Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали:
- в качестве восстанавливаемого материала - пыль газоочистки силикомарганца, мас. %: Al2O3=1,17-3,52; Na2O=0,3-0,93; K2O=0,2-5,6; СаО=5,2-7,6; SiO2=15,7-45,1; ВаО=0,04-0,21; MgO=5,31-10,73; S=0,08-0,47; Р=0,02-0,05; Feобщ=0,5-1,8; Mnобщ=5,7-35,6; Zn=0,1-3,2; Pb=0,1-3,8.
- в качестве углеродистого восстановителя - пыль электрофильтров алюминиевого производства - углеродфторсодержащие пылевидные отходы с химическим составом масс. %: Al2O3=21-43,27; F=18-27; Na2O=8-13; K2O=0,4-6%, СаО=0,7- 2,1; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-2,3; Собщ=12,5-26,7, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, Р=0,1-0,18;
Соотношение пыли газоочистки силикомарганца и пыли электрофильтров алюминиевого производства в составе заявляемой шихты производилось с учетом получения высококачественного наплавленного металла (стабильное горение дуги, хорошее формирование, плотный наплавленный металл без трещин, пор и неметаллических включений). Порошковая проволока изготавливалась из стальной холоднокатаной ленты 08кп (оболочка) размером 15×0,8 мм. Шихта перемешивалась в смесителе для получения однородной массы. Порошковая проволока прокаливалась для удаления влаги при температуре 250-350°C. Диаметр готовой проволоки - 3,7 мм. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка под флюсом. Наплавку производили под флюсом на пластины из стали марки 60Г с использованием трактора ASAW 1250.
Химический состав наплавленного металла определяли рентгенофлюоресцентным методом на спектрометре XRF-1800 и атомно-эмиссионным методом на спектрометре ДФС-71. Металлографическое исследование микрошлифов проводилось с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 в светлом поле при различных увеличениях после травления в спиртовом растворе азотной кислоты, а также в растворе плавиковой кислоты. Замеры твердости проводили ультразвуковым твердомером - УЗИТ-3. Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, после наплавки наличие трещин, пор и неметаллических включений оценивали ультразвуковым и магнитопорошковым методами, а также на металлографических шлифах. Испытания на износ по схеме «ДИСК-КОЛОДКА» проводили на машине 2070 СМТ-1.
Исследовались 6 различных составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки, мас. %: 1 - нижний заграничный состав; 2 - нижний граничный состав, 3, 4 - среднее содержание состава заявляемой шихты; 5 - верхний предел заявляемой шихты; 6 - верхний заграничный состав. Взаимосвязь некоторых исследуемых параметров в зависимости от состава шихты приведена в таблице 2.
Использование заявляемого состава шихты порошковой проволоки по сравнению с базовым составом (прототип) позволяет:
- Повысить качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снижения вероятности порообразования и предотвращения образования холодных трещин, улучшить формирование шва при сварке за счет стабилизации горения дуги, при этом повышена твердость наплавленного металла до HRC 52-58 за счет полученных карбидов типа Mn7C3, а износ нетермообработанных образцов уменьшен до 0,004-0,005 г/об.
- Снизить себестоимость порошковой проволоки по сравнению с прототипом в среднем на 1520 руб/т проволоки за счет снижения содержания легирующих компонентов в шихте, а так же использования металлургических отходов (пыли газоочистки производства силикомарганца и пыли электрофильтров алюминиевого производства) в заявляемой шихте.
Claims (3)
- Шихта для порошковой проволоки, содержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства с химическим составом, мас. %: Al2O3=21-43,27, F=18-27, Na2O=8-13, K2O=0,4-6,0, СаО=0,7-2,1, SiO2=0,5-2,48, Fe2O3=2,1-2,3, Собщ=12,5-26,7, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, Р=0,1-0,18, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пыль газоочистки производства силикомарганца при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
пыль газоочистки производства силикомарганца 48-80 пыль электрофильтров алюминиевого производства 20-52 - при этом пыль газоочистки производства силикомарганца имеет следующий состав, мас. %: Al2O3=1,17-3,52, Na2O=0,3-0,93, K2O=0,2-5,6, СаО=5,2-7,6, SiO2=15,7-45,1, ВаО=0,04-0,21, MgO=5,31-10,73, S=0,08-0,47, Р=0,02-0,05, Feoбщ=0,5-1,8, Мnобщ=5,7-35,6, Zn=0,1-3,2, Pb=0,1-3,8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140601A RU2681052C1 (ru) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Шихта для порошковой проволоки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140601A RU2681052C1 (ru) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Шихта для порошковой проволоки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681052C1 true RU2681052C1 (ru) | 2019-03-01 |
Family
ID=65632895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140601A RU2681052C1 (ru) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Шихта для порошковой проволоки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681052C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3838246A (en) * | 1972-09-08 | 1974-09-24 | Y Gretsky | Flux-cored electrode |
| RU2576717C2 (ru) * | 2014-06-05 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова | Флюс для сварки |
| RU2579328C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
| RU2619547C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Порошковая проволока для наплавки |
| RU2623981C2 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
-
2017
- 2017-11-21 RU RU2017140601A patent/RU2681052C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3838246A (en) * | 1972-09-08 | 1974-09-24 | Y Gretsky | Flux-cored electrode |
| RU2576717C2 (ru) * | 2014-06-05 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова | Флюс для сварки |
| RU2579328C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
| RU2623981C2 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
| RU2619547C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Порошковая проволока для наплавки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5411820B2 (ja) | フラックス入り溶接ワイヤ及びこれを用いた肉盛溶接のアーク溶接方法 | |
| US3866015A (en) | Flux-cored electrode wire for non-sheilded arc welding | |
| EP1295672A1 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| KR101831049B1 (ko) | 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 | |
| EP1350592A1 (en) | Steel wire for mag welding and mag welding method using the same | |
| RU2579328C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| KR101829529B1 (ko) | 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 | |
| JP6891630B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法 | |
| RU2661126C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| JP2007118068A (ja) | 厚鋼板の狭開先突合せ溶接方法 | |
| JP6953789B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法 | |
| KR101171445B1 (ko) | 플럭스 내장 와이어 | |
| RU2681052C1 (ru) | Шихта для порошковой проволоки | |
| RU2623981C2 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| JP2014198344A (ja) | 高強度鋼のサブマージアーク溶接方法 | |
| RU2690874C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
| JPH06285672A (ja) | ガスシールドアーク溶接チタニヤ系フラックス入りワイヤ | |
| JP5065733B2 (ja) | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤおよびその製造方法 | |
| RU2518211C1 (ru) | Порошковая проволока | |
| Trindade et al. | Influence of zirconium on microstructure and toughness of low-alloy steel weld metals | |
| KR101544293B1 (ko) | 용접 재료용 산화티타늄 원료 | |
| RU2641590C2 (ru) | Порошковая проволока | |
| JP6726008B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| Kryukov et al. | Quality of weld seams produced with flux based on silicomanganese slag | |
| JP2524774B2 (ja) | ステンレス鋼の潜弧溶接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201122 |