SU810418A1

SU810418A1 - Method of production of melted flux

Info

Publication number: SU810418A1
Application number: SU782680296A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Потапов; Юрий Сергеевич Волобуев; Евгений Григорьевич Старченко; Эдгар Сергеевич Рыбаков
Original assignee: Научно-Производственное Объединениепо Технологии Машиностроения
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1981-03-07

Description

1one

Предлагаемое изобретение относитс к способам выплавки флюсов и может быть использовано в машиностроении при изготовлении плавленых флюсов, примен емых дл автоматической сварки и наплавки, в частности, в атомном машиностроении.The present invention relates to methods for smelting fluxes and can be used in mechanical engineering in the manufacture of fused fluxes used for automatic welding and surfacing, in particular, in nuclear engineering.

В промышленности известен способ выплавки флюсов дл сварки и наплавки, заключаюш ,ийс в том, что дл уменьшени потерь активных материалов плавку ведут при возможно более низких температурах и при сокращенной выдержке расплава в печи 1.In industry, there is a known method of melting fluxes for welding and surfacing, which means that in order to reduce the loss of active materials, melting is carried out at the lowest possible temperatures and with reduced melt exposure in the furnace 1.

Однако этот способ применим только дл фторсодержаш,их флюсов и не может быть использован дл флюсов, содержаш,их в качестве активных компонентов окислы легко восстанавливаюш,ихс металлов, например никел , железа, хрома. Между тем длительное пребывание в области высоких температур может вызвать восстановление окислов до металлов, образу так называемые «корольки, в результате чего нарушаетс соотношение компонентов в составе плавленого флюса, увеличиваютс потери дорогосто ш,их компонентов.However, this method is applicable only to fluorine-containing fluxes and cannot be used for fluxes containing oxides as an active component; oxides are easily reduced as their active components, such as nickel, iron, chromium. Meanwhile, a long stay in the high-temperature region can cause the reduction of oxides to metals, forming so-called "beads", as a result of which the ratio of components in the composition of fused flux is disturbed, and the losses of their components increase.

Восстановителем по отношению к окислам железа, никел , хрома и др. обычно вл етс углеродиста футеровка флюсоплавильной печи. Взаимодействие окисловThe reducing agent with respect to oxides of iron, nickel, chromium, etc., is usually a carbon lining of a flux-smelting furnace. Oxide interaction

с футеровкой печи обычно протекает по следуюш,им реакци м:With a furnace lining, it usually proceeds as follows:

Сг20з+ЗС 2Сг-(-ЗСО, NiO + C Ni+CO, FeO+C Fe+CO.Сг20з + ЗС 2Сг - (- ЗСО, NiO + C Ni + CO, FeO + C Fe + CO.

Образующиес по реакци м (1-3) металлы выпадают в осадок на дно флюсоплавильной печи, а затем обычно удал ютс вместе со шлаком в отходы. Дл уменьшени потерь легковосстанавливаемых окислов металлов при выплавке флюса необходимо сокращать врем его выплавки . Однако сокращение времени выплавки за счет увеличени мощности электродуговой печи, а следовательно, повышени температуры шлакового расплава, желаемых результатов не дает. УвеличениеThe metals formed in reactions (1-3) are precipitated at the bottom of a flux-melting furnace, and then are usually removed along with the slag to waste. To reduce the loss of easily recoverable metal oxides during the smelting of flux, it is necessary to shorten the time of its smelting. However, reducing the time of smelting by increasing the power of the electric arc furnace, and consequently, increasing the temperature of the slag melt, does not give the desired results. Increase

температуры расплава в печи приводит к еще более интенсивному протеканию реакций (1-3) слева направо.the temperature of the melt in the furnace leads to an even more intensive course of reactions (1-3) from left to right.

Известен способ выплавки флюсов в пламенных и электродуговых печах, состо щий в том, что требуемое количество некоторых компонентов ввод т в флюс за счет использовани в шихтовых материалах доменных фосфористых шлаков 2. Использование в шихте уже ранее переплавленного доменного шлака сокращаетA known method of melting fluxes in fiery and electric arc furnaces is that the required amount of some components is introduced into the flux by using blast-furnace phosphorous slags in the charge materials 2. The use in the charge of the previously melted blast-furnace slag reduces

врем плавки, поскольку на переплавление расходуетс меньшее количество энергии. Однако по известному способу готовый продукт не имеет требуемой чистоты от фосфора. Содержание фосфора на флюсе, даже при дополнительных мерах очистки, находитс на верхнем пределе 0,1%. Это отрицательно сказываетс на свойствах сварного шва: резко падает пластичность металла и возрастает хладоломкость. Кроме того, доменные шлаки практически не содержат окислов хрома и никел , которые необходимо вводить в некоторые флюсы дл сварки и наплавки аустенитных сталей .melting time, since less energy is consumed for remelting. However, by a known method, the finished product does not have the required purity of phosphorus. The phosphorus content of the flux, even with additional purification measures, is at the upper limit of 0.1%. This adversely affects the properties of the weld: the plasticity of the metal drops sharply and cold breakiness increases. In addition, blast-furnace slags practically do not contain chromium and nickel oxides, which must be introduced into some fluxes for welding and surfacing austenitic steels.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ изготовлени фторсодержащих флюсов, заключаюш,ийс в том, что компоненты, потери которых в процессе плавки значительны, забрасывают в печь только в конце плавки, когда все прочие составл ющие шихты уже расплавлены, причем перед подачей в расплав фторсодерл аш ,их компонентов в расплав ввод т шлаковую корку, полученную при сварке, под вь1сокофтористым флюсом 3.The closest to the present invention is a method for manufacturing fluorine-containing fluxes, the fact that components whose losses during the smelting process are significant are thrown into the furnace only at the end of smelting, when all other components of the charge are melted, and before being fed to the fluorosoderl melt ash, their components, the slag crust, obtained during welding, is introduced into the melt under flux 3.

Недостатком указанного способа вл етс то, что средний химический состав шлаковой корки содержит 19-22% SiOz; 7- 8,5% МпО; 32-34% СаРг; 9-13% MgO; 19-22% АЬОз; 3-5% СаО; 3-5% FeO, поэтому нар ду с компонентами, которые вход т в состав флюса, способ выплавки которого осуществл етс , со шлаковой коркой в состав шихты будут введены нежелательные в данном случае примеси, особенно такие, как СаО, МпО и FeO. Нрисутствие этих примесей в выплавленном флюсе измен ет не только его сварочно-технологические , но и металлургическое свойства. Кроме того, при введении в готовый флюсовый расплав легковосстанавливаемого окисла, например окиси хрома, котора имеет температуру плавлени свыше 2000°С, он (окисел), име температуру плавлени выше, чем температура флюсового расплава, не раствор етс в шлаке, а собираетс в комки на поверхности расплава , которые ошлаковываютс только снаружи. В дальнейшем окомкованна добавка плавает на поверхности флюсового расплава, не раствор сь в нем, независимо от длительности проведени процесса плавки или температуры расплава.The disadvantage of this method is that the average chemical composition of the slag crust contains 19-22% SiOz; 7- 8.5% MnO; 32-34% SaRg; 9-13% MgO; 19-22% of AO3; 3-5% CaO; 3-5% of FeO, therefore, along with the components that make up the flux, the method of smelting which is carried out, with the slag crust, undesirable impurities, in particular CaO, MpO and FeO, will be introduced into the mixture. The presence of these impurities in the melted flux changes not only its welding-technological, but also its metallurgical properties. In addition, when a readily reduced oxide is introduced into the finished flux melt, for example chromium oxide, which has a melting point above 2000 ° C, it (oxide), having a melting point higher than the temperature of the flux melt, does not dissolve in the slag, but collects into lumps on the surface of the melt, which is slagged outside only. Subsequently, the pelleted additive floats on the surface of the flux melt, does not dissolve in it, regardless of the duration of the smelting process or the temperature of the melt.

Цель изобретени - повышение качества получаемого флюса и сокращение длительности плавки.The purpose of the invention is to improve the quality of the resulting flux and reduce the duration of melting.

Ноставленна цель достигаетс тем, что в способе изготовлени плавленых флюсов, при котором расплавл ют в печи компоненты шихты, за исключением легкоразлагающихс , которые ввод т в печь в конце плавки, добавл в расплав вещество, содержащее фториды, в качестве последнего в расплав ввод т фтористый натрий, который перед введением в расплав смешивают с легковосстанавливающимис окислами в соотношении 1 : 5-1,5 : 5.The unrelated goal is achieved by the fact that in the method of producing fused fluxes, in which the components of the charge are melted in a furnace, with the exception of easily decomposable substances, which are introduced into the furnace at the end of melting, fluoride is added to the melt as the latter sodium, which is mixed with easily reducing oxides in a ratio of 1: 5-1.5: 5 before being introduced into the melt.

Фтористый натрий расплавл етс очень быстро, смачивает поверхность порошкообразных окислов и способствует их быстрому растворению в расплаве флюса. К концу плавки фтористый натрий практически полностью испар етс и, таким образом , не измен ет состав выплавл емого флюса в отличие от шлаковой кромки. Кроме того, фтористый натрий плавитс в 2-2,5 раза быстрее по сравнению со шлаковой коркой и значительно лучше смачивает порошкообразную окись хрома. В результате сокращаетс врем плавки (температура плавлени NaF составл ет 997°С). Как показали эксперименты и промышленное освоение предлагаемого способа выплавки , оптимальное количество вводимого фтористого натри должно находитьс в пределах 1,0-1,5 кг на 5 кг окиси хрома. При количествах более 1,5 кг фтористыйSodium fluoride melts very quickly, wets the surface of powdered oxides and promotes their rapid dissolution in the flux melt. By the end of melting, sodium fluoride almost completely evaporates and, thus, does not change the composition of the flux produced, unlike the slag edge. In addition, sodium fluoride melts 2-2.5 times faster than the slag crust and wets powdered chromium oxide much better. As a result, the melting time is reduced (the melting point of NaF is 997 ° C). As shown by experiments and industrial development of the proposed method of smelting, the optimal amount of sodium fluoride injected should be in the range of 1.0-1.5 kg per 5 kg of chromium oxide. With quantities greater than 1.5 kg, fluoride

натрий весьма быстро раствор ет окись хрома, но не успевает полностью испаритьс и частично остаетс в составе выплавленного флюса, измен при этом его сварочно-технологические свойства, особенноsodium quickly dissolves chromium oxide, but does not have time to completely evaporate and partially remains in the composition of the melted flux, changing its welding and technological properties, especially

формирование наплавл емого металла.weld metal formation.

Предлагаемый способ осуществл етс следующим образом. Шихту, составленную согласно рецепту флюса, но без легковосстанавливающихс окислов, смещиваютThe proposed method is carried out as follows. The mixture, compiled according to the recipe of the flux, but without easily reducing oxides, is shifted

обычным способом, загружают в печь и производ т плавку. Когда расплав флюса уже готов, в него ввод т окислы металла, предварительно тщательно перемешанные с фтористым натрием в предлагаемой пропорции .in the usual way, they are loaded into the furnace and melted. When the flux melt is ready, metal oxides, thoroughly mixed with sodium fluoride in the suggested proportion, are introduced into it.

Примером осуществлени предлагаемого способа изготовлени плавленых флюсов может служить его применение при изготовлении флюса ФЦ-17. ПервоначальноAn example of the implementation of the proposed method of manufacturing fused fluxes can be its use in the manufacture of FC-17 flux. Originally

ввод т следующие компоненты, кг:enter the following components, kg:

Полевой шпат45Feldspar45

Плавиковый шпат13Fluorspar13

Магнезит25Magnesite25

Глинозем12Alumina12

В готовый расплав затем ввод т 5 кг окиси хрома (Сг20з) в смеси с 1 кг фтористого натри (NaF).Then 5 kg of chromium oxide (Cr 2 O 3) mixed with 1 kg of sodium fluoride (NaF) are introduced into the finished melt.

Предлагаемый способ изготовлени плавленого флюса, содержащего легковосстанавливающиес окислы, разработан и испытан в лаборатории отдела сварочных материалов Центрального научно-исследовательского института технологии мащиностроени .The proposed method of manufacturing a melted flux containing readily reducing oxides has been developed and tested in the laboratory of the welding materials department of the Central Research Institute for Machine-Building Technology.

Дл испытани предлагаемого способа выплавки флюса в электродуговой печи с углеродистой футеровкой были вьшлавлены четыре флюса, отличающиес количестBOM фтористого натри , вводимого совместно с окисью хрома в конце плавки, а а также одна нлавка с введением 30% шлаковой корки, предварительно смешанной с окисью хрома.In order to test the proposed method of melting flux in a carbon lined electric arc furnace, four fluxes, differing in the amount of sodium fluoride introduced together with chromium oxide at the end of smelting, as well as one stage with the introduction of 30% slag crust premixed with chromium oxide, were introduced.

Количество фтористого натри вводимого в состав шихты, врем плавки и содержание окиси хрома в составе готового флюса, а также сварочно-технологические свойства флюсов приведены в таблице.The amount of sodium fluoride introduced into the mixture, the melting time and the content of chromium oxide in the composition of the finished flux, as well as the welding and technological properties of the fluxes are given in the table.

Как видно из таблицы, наибольшее коЛьчество окиси хрома в составе флюсаAs can be seen from the table, the greatest number of chromium oxide in the composition of the flux

NaFNaF

2:5, одостаетс при соотношении 2: 5, given the ratio

СГоО;Sgooo;

нако в этом случае резко ухудшаютс сварочно-технологические свойства флюса.However, in this case, the welding and technological properties of the flux are sharply deteriorated.

При введении окиси хрома вместе со шлаковой коркой врем плавки увеличиваетс , одновременно возрастают потери окиси хрома.With the introduction of chromium oxide together with the slag crust, the melting time increases, while the losses of chromium oxide increase.

Испытани показали, что флюсы, выплавленные предлагаемым способом, обладают высокими сварочно-технологическими свойствами, а расход окиси хрома при изготовлении , например, флюса ФЦ-17 в среднем сокрашаетс на 40%.Tests have shown that the fluxes smelted by the proposed method have high welding and technological properties, and the consumption of chromium oxide in the manufacture of, for example, FC-17 flux, is reduced by an average of 40%.

Одновременно повышаетс техника безопасности труда флюсоплавильшиков.At the same time, the technology of working safety of flux melters increases.

Предварительный расчет экономической эффективности показал, что годова экономи при внедрении предлагаемого способа выплавки флюсов, содержаших легковосстанавливаюш ,иес окислы, на Производственном объединении «Ижорский завод составит 65,0 тыс. рублей в год.A preliminary calculation of economic efficiency showed that the annual savings in the implementation of the proposed method of melting fluxes containing easily recovered, and oxides, at the Production Association Izhorsky Plant will be 65.0 thousand rubles a year.

Claims

1. USSR author's certificate number 88824, cl. At 23 K 35/40, dated 05.23.79.

2. Patent of the GDR No. 781171, cl. 49 h 35/00, 05.12.70.

3. USSR author's certificate number 556918, cl. At 23 K 35/40, dated 02/14/74.