Способ получения флюсов

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) 528758 Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень1 СССРо делам изобрете 53) ЪДК 669.04открытии 45) Дата опубликования Описания 23.05.82 2) Авторы . изобретени вохатский, Б. И лов, Б. М. Ник И, А.Б, Ф. Медовар, Л. Я. Глускин, В. Л тин, Ю. Г. Емельяненко, Т, Г и К, К. Лямцево-технический институт АН У ордена Трудового Красного 3 ктросварки им. Е. О. Патона нзецкий КравченкоЗаявител ССРнамени УЧЕНИЯ ФЛЮСО 54) СПОС Г Изобретение относится к металлургии качественных сталей, чистых металлов и сплавов, а также к электросварке металлов сприменением флюсов.В настоящее время как в отечественной,так и в зарубежной практике широкое распространение находит новый способ обработки сталей, чистых металлов и сплавов,идущих на изготовление деталей особо ответственного назначения, -- способ электрошлакового переплава металлов (ЭШП).В качестве шлаковой фазы в этом способеиспользуют в основном фторидные и фторидно-окисные флюсы Ц, При электрошлаковой и электродуговой плавке металлов 15широко используют флюсы, близкие по составам к флюсам ЭШП,Однако применяемые флюсы, полученные в основном сплавлением шихтовых материалов в электрических печах с последующей грануляцией 2, при хранении ихи транспортировке интенсивно поглощаютвлагу из воздуха и гидратируются, В результате содержание воды в них может достигать 0,2 - 0,5 вес,%,чПри расплавлении таких флюсов в условиях плавки ЭШП или электросварки поглощенная твердыми флюсами вода в зцачительной степени переходит в флюсовыйрасплав, а затем в форме водорода (вслсдствис межфазного его распределения) переходит 11 в жидкий .;1 сталл. НаВОдорожнваццс металла за счет вцос 1 мой цсходцымц флюсами Влаги явл 5 ется причиной ОбразоваВпя водородных трсщцн (флокенов) и газовых пор в крчцых слитках ЭШГ 1 (илн В выплавляемьх методом ЭШП готовых кр) пцогаоарптцых изделиях), В сВарных 1:Вах повышсццс содержания водорода также сопровождается образованием трещин ц,н пор пстост 11, то 11 езкО сцжаст про- ность мест сварки.Для устранения указанных последствий и практике применяется предварительная ;1 егазацця флюсов. Обычно практнкуем 11 я с этой целью прокалка 1 змельецных флосов ца воздухе значительно усложняет технологический процесс и цсдостаточцо эффективна: оца це обссцечцваст сц 5 кеццс содержания воды во флюсах ниже 0,007 - 0,009 вес. %, которос трсбустся для предотвращения перехода водорода в металл прц ЭШП 3Цель цзобрстсцця - разработка способа получения влагостойких флюсов (полцось:о инертных к влаге воз:1 уха).Специальным цсследовашем установлено, что прн хранении флюсов (типа АНФ, АН, АНФ, АНФ) ца воздухе гпдратаццц подвергается только содержащаяся45 50 55 60 в ццх кристаллическая фаза, Содержание последней во флюсах оказывастся значительным даже при грануляцци их путем распыливания струи расплава сжатым воздухом, Отмеченное связано с тем, что фторидные и фторидно-окисные расплавы обладают сравнительно низкой вязкостью и большой склонностью к кристаллизации.Поставленная цель достигается тем, что выпускаемый из флюсоплавильцоц печи жидкий флюс охлаждается со скоростью 10 З - 10 град/с, которая обеспечивает закаливание расплава и получение его в застеклованном виде (без образования в цем кристаллической фазы) или в виде частиц произвольной формы с полностью застеклованным поверхностным слоем (толщиной 1 - ЗОО/О от минимального линейного размера частицы) и с отсутствием в них внутренних трещин или пор, выходящих на поверхность.Закаливание расплава может быть осуществлено одним из известных способов. Наиболее просто получают стекловидный флюс, пропуская струю расплава через валки или сливая расплав на быстро вращающийся металлический диск (с обеспечением соответствующей скорости процесса отвода тепла от валков или диска). Применение рельефных валков-штампов позволяет получать флюсы в виде частиц, отформированных по заданной форме (сфера, полусфера, плитки и т. п.) и имеющих застсклованную поверхность (или полностью з- астеклован),Как показали испытания, предлагаемый способ полностью исключает гидратацию флюсов даже при длительном (в течение нескольких месяцев) хранения их как на открытом воздухе (со средней влажностью 50/О), так и в воздухе со 100 -ной влажностью.В связи с этим предлагаемый способ получения влагостойких флюсов путем их застекловывания можно применять и в качестве метода отбора проб флюсов как из флюсоплавильной печи, так и из установки ЭШП для определения содержания в них водорода по ходу плавок, В этом случае пробы флюса могут быть застеклованы, например, путем быстрого расплющивания небольших порций жидких флюсов между достаточно массивными медными плитами или брусками. Застеклованные пробы флюса не требуют специальных предосторожностей при хранении и надежно фиксируют в себе исходные содержания водорода. Такие пробы могут храниться до анализа неограниченно долгое время.Надежность застекловывания флюсов при обработке по предлагаемому способу можно контролировать с помощью анализа их на водород или по контролю за их весом в течение определенного времени, При пра 5 30 5 20 25 30 35 40 ц.ьо прове,Сццоч 3 сСк.ОввИцц флюсов содержание водорода в цих; и также их вес остаются неизменными прц длительном хранении на воздухе.Способ применим це только для фторцдн 1 х и фторидпо-Окиснь 1 х флюсов, но и для большинства флюсов и шлаков на основе друих солсвых ц окцсцых соединений (в частности хлоридцых и хлорцлио-окнсцых флюсов).Для различных составов флюсов, обладающих различной кристаллизационной способностью, требуются различные скорости охлаждения расплавов, Для окцсных флюсов, содержащих значительные количества стеклообразующих окислов (типа ЫО 2, А 120 з), скорости охлаждения для стеклования лехкат в пределах 10 - 104 град/с. Для стеклования фторидных расплавов (особенно одцокомпонентных, типа СаР 2) требуются максимальные скорости охлаждения - до 10 - 10 град/с. Для фторидноокисцых флОсов требуемые для стеклования скорости охлаждения лежат в пределах 104 - 10" гр ад/с.Для технического осуществления предлагаемого способа могут быть применены, например, валки кристаллизатора (скорости охлаждения до 104 - 10 град/с, Достижение максимальных скоростей Ох.акдения (до 10 град/с) возможно, например, с помощью направления струи расплава на быстро вращающийся (около 10000 - 30000 об/миц) медный охлаждаемый диск. Выбор необходимых скоростей охлакдеция определяется не только составом флюса, но и задаваемой степенью его застекловывания: для частичного поверхностного застекловывания флюсов скорости охлаждения примерно на порядок величины меньше таковых при полном (100 ) стеклованиц расплавов. Формула изобретения Способ получения флюсов для электро- шлакового переплава и электросварки металлов, заключающийся в предварительном сплавлении шихтовых компонентов и последующем охлаждении расплава, отл ича ющ и й с я тем, что, с целью исключения гидратации флюсов при хранении на воздухе, флюсовые расплавы охлаждают со скоростью 10 - 10 град/с до получения готовых флюсов в застекловаццом виде.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Дакуорт У., Хойл Д. Электрошлаковый переплав. Металлургия, М., 1973, с. 93.2. Авторское свидетельство212287 кл. С 21 С 5/54, 1967.3. Сборник Специальная электрометаллургня, ч. П Наукова думка, Киев, с,122.