SU1191243A1 - Шихта дл выплавки сварочных флюсов - Google Patents

Abstract

1. ШИХТА ДЛЯ ВЬППАВКИ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ, содержаща  кварцевьй песок, плавиковоишатоБый концентрат, глинозем, сырье, содержащее оксид кальци  и сырье, содержащее оксид марганца, отличающа с  тем, что, с целью повьшени  ударной в зкости и стойкости против трещинообразсзани  сварных швов при использовании сварочных флюсов, полученных из шихты, сьфье содержащее оксид кальци , и сырье, содержащее оксид марганца, введены в шихту в виде синтетического марганцевого шлака и отвального шлака производства металлического марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кварцевый песок 16-19 Глинозем12-15 Синтетический марганцевый шлак 14-25 Отвальный шлак производства металлического марганца 26-38 Плавиковошпатовый концентрат15-20 2. Шихта ПОП.1, отличающа  с   тем, что отвальный шпак .производства металлического марганца содержит следующие компоненты, мас.%: Окись кальци  44-47 (Л 26-29 Двуокись кремни  Монооксид марганца 19-21 Двуокись алюмини  3-6 0,002-0,10 Фосфор Сера 0,08-0,10 3. Шихта попп. 1и2, отличающа с  тем, что .синтетический марганцевый шлак содержит следующие компоненты, мас.%: Окись кальци 4-9 Двуокись кремни 25-3 Монооксид марганца53-58 Двуокись алюмини 3-8 Фосфор0,008-0,018 Сера ,0,2-0,3

Description

Изобретение относитс  к технике сварки, в частности, к способам пол чени  фторидных флюсов, примен емых при автоматической и полуавтоматиче кой сварке ответственных изделий в атомном машиностроении, особенно узлов, подвергаклцихс  тепловым и знакопеременным нагрузкам. Цель изобретени  - получение высококачественного флюса, обеспечивающего повьшение ударной в зкости сварных швов и их стойкость к трещи нообразованию при низких и высоких температурах. Сырье,содержащее оксид кальци  и марганцесодержащее сьфье введены в виде силикатных соединений отваль ного шлака производства металлического марганца и синтетического марганцевого шлака, что стало возможным вследствие обнаруженной зависимости механических свойств (ударной в зкости и устойчивости к трещи нообразованию в широком температурном интервале сварных швов, полученных с помощью флюсов от минералогической формы нахождени  оксидов марганца к кальци  в шлаках, вводимых в шихту дл  вьшлавки флюсов. Петрографический анализ шлаков пока зал, что синтетический марганцевый шлак представлен трем  основными фазами: большую часть шлифа занимаю силикаты марганца (тефроит промежутки между которыми заполнены марганцевосиликатнь1м стеклом (Мп J,SiyOg) . Как в стекле, так и в силикатах наблюдаютс  зерна манганозита (МпО). группирующиес  в дендритные скелетообразные кристаллы. Отработанный шлак производства металлического марганца состоит в основном из метасиликата кальци  2CaOSiO (встречаютс  их модификации § Ca2Si04 и ос ) соединений Са-ОМпО и SiO-.MnO. Зерна МпО наход тс  в основном внутри метасиликатов кальци . Шлаки позвол ют вводить во флюс СаО-и МпО в св занном виде, что не достигалось шихтой, содержащей мрамор (известь) .и марганцевый концентрат , в которых оксиды СаО, Mh., Од и МпО наход тс  в свободном т ч СОСТОЯНИИ. Отсутствие в расплаве шихтовых материалов свободного оксида кальци , а также металлического марган32 ца приводит к увеличению активности и S, которые удал ютс  из плаильной ванныэлектропечи по реакци м 52- ir--j-,25Fj. 5t2;0 5P 50jt P,05),(H,0 2H 02l CHjU5(H,0) (Ca,P,Og.(AE,0,) 3(CaO.AEjO,).p,tVS(HzO) Наличие MnO в комплексном термодинамически устойчивом соединении предотвращает его диссоциацию и тем самым выделение газообразного кислорода , что позвол ет получать плотные , без газовых пузьфей, сварные швы, кроме того, уменьшаетс  угар легируюш 1Х элементов. Выбранное экспериментальным путем соотношение компонентов шихты  вл етс  оптимальным дл  получени  стандартного флюса типа АН-42, а также может быть использовано дл  выплавки флюсов КФ-30 и НФ-18М. Введение в шихту глинозема менее 12% уменьшает оксидную составл ющую флюсов, что снижает рафинирующую способность, а более 15% обусловливает тугоплавкость шихты, что вызывает повьш1енный расход электроэнергии . Использование кварцевого песка менее 16% приводит к увеличению расходов плавиковошпатового концентрата ,  вл ющегос  дорогим и дефицитным сырьем. Поскольку SiO  вл етс  относительно непрочным оксидом, то его введение в шихту более 19% приводит к угару высокоактивных легирующих элементов при сварке, что ухудшает механические характеристики сварного шва. Использование синтетического (А) и отвального марганцевого шлака шпака производства металлического марганца (В) менее 14 и 26% соответственно приводит к повышенному угару марганца из сварного шва и получению флюса, нестандартного по содержанию СаО и МпО. Введение в шихту шлаков (А) и (в) более 25 и 38% соответственно ведет к тугоплавкости шихты вследствие повышенного содержани  СаО и увеличению в зкости флюсов, что заметно снижает их рафинирующие способности. Снижение содержани  CaF (ниже 15%) ухудшает физико-химические свойства флю&ов : в зкость и плавкость, а увеличение концентрации фтористого кальци  более 20% 3 нарушает стабильность горени  дуги,ч ухудшает качествометалла сварногошв Предлагаема  шихта обеспечивает : улучшение качества электроплавленны флюсов в результате снижени  в них содержани  серы, фосфора (ниже 0,01 кислорода и отсутстви  соединений марганца в виде , расширение области использовани  минерального ; сырь , утилизацию отходов, дешевизн , ее компонентов. Кроме того, применение такой шихты позвол ет получат флюсы, обеспечивающие высокую ударлую в зкость сварных швов и их стойкость против образовани  трещин при высоких и низких температурах. Шихту готов т путем смешени  предварительно взвешенных компонентов в соотношени х, требуемых дл  получени  флюса заданной марки в соответствии с химическим составом, регламентированным техническими услови ми на их подставку. В лабораторных услови х был проведен сопоставительньй анализ механических свойств сварных швов, полученных с использованием флюсов, выплавленных из предлагаемой и известной шихты. Примеры. Исходные компоненты шихты - кварцевый песок, глинозем , синтетический марганцевый шпак, отвальный шлак производства металлического марганца и плавиковошпатовый концентрат, перемешивают и загружают в флюсоплавильную печь. Составы шихт приведены в табл. 1 : Готовый флюс имеет состав, близкий по основным компонентам к стандартному флюсу АН-42 (табл.2). 3 Выплавленные флюсы по примерам |-6 использовали дл  сварки стали 15Х2НМФА в лабораторных услови х. Сварку проводили под слоем флюса в автоматическом режиме на установ-. ке АДС-1000-4. Сварочна  проволока была изготовлена из стали 10ХГ2СМА. Сварной шов подвергали химическому анализу ииспытани м механическихсвой.ств. Результаты анализа химического состава металла сварного шва и его механических свойств, приведенные в табл. 3 и 4 соответственно, свидетельствуют о том, что использование флюсов, выплавленных из предлагаемой шихты, пЪзвол ют уменьшить угар легирующих элементов, содержание кислорода и улучшить механические .свойства в частности увеличить ударную в зкость сварных швов (табл.4). Таким образом, результаты выплав ки и испытани  флюсов показали, что использование предлагаемой шихты позвол ет .получать высококачественные флюсы, обеспечивающие снижение угара легирующих элементов (в данном случае хрома на 0,14-0,39 абс.%, молибдена 0,20-0,03 /1бс.%) и содержание кислорода 0,0408-0,045 абс.%, что способствует улучшению механических свойств, в частности увели .чивает ударную в зкость металла сварных швов на 0,03-3,3 кгс/см. оследнее увеличивает срок службы азличных агрегатов атомного машинотроени . При этом также снижаютс  атраты на производство флюсов (10 р/т). 1 а б л и ц а 1

ар12 14 19,5 25

24 38

Мрамор (известь)

27

26

28

14

40 20 17,5 15 . 7

Химический состав флюсов 10,0800,7431,58 0,92Ост. 20,0900,7901,76 0,96То же 1,03Ост. 30,0860,8111,86 40,1030,8601,90 0,87То же 0, ,1150,8732,04 0,64. ,0730,611,73 ГОСТ 2246-0,07-0,6-1,70 ,8-70-0 ,12-0,9-2,1 -1,1- Продолжение табл.1

28

17,5

Таблица 2 0,440,0220,0120,0092 0,510,0090,0090,0086 0,580,0080,0080,0055 0,52- 0,0070,0060,0043 0,410,0070,0056 0,0081 0,380,0190,021. 0,050 0,4-0 ,,0255:0,,050 Ударна  в зкость сварных швов

11912438

Таблица 4

Claims (2)

1. ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ, содержащая кварцевый песок, плавиковошпатовый концентрат, глинозем, сырье, содержащее оксид кальция и сырье, содержащее оксид марганца, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной вязкости и стойкости против трещинообразсзания сварных швов при использовании сварочных флюсов, полученных из шихты, сырье содержащее оксид кальция, и сырье, содержащее оксид марганца, введены в шихту в виде синтетического марганцевого шпака и отвального шлака производства металлического марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кварцевый песок16-19

Глинозем12-15

Синтетический марганцевый шлак14-25

Отвальный шлак производства металлического марганца26-38

Плавиковошпатовый концентрат15-20

2. Шихта по п.1, отличающая с я тем, что отвальный шпак производства металлического марганца содержит следующие компоненты,

мас.%: Окись кальция 44-47 Двуокись кремния 26-29 Монооксид марганца 19-21 Двуокись алюминия 3-6 Фосфор 0 ,002-0,10 Сера 0,08-0,10 3 . Шихта по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что. синтетичес- кий марганцевый шлак содержит следую- щие компоненты, мас.%: Окись кальция 4-9 Двуокись кремния 25-30 Монооксид марганца 53-58 Двуокись алюминия 3-8 Фосфор 0 ,008-0,018 Сера 0,2-0,3