Производство электродов для дуговой сварки
Крюковский Н.Н.
Машгиз, 1956 г.
СХЕМАТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОДОВ
Технология производства металлических электродов сводится к обработке проволоки, материалов для электродных покрытий и к изготовлению собственно электродов (см. схему).
Поступившая на завод сварочная проволока складывается партиями по маркам (согласно ГОСТ 2246-54), отдельно по каждому диаметру проволоки. Проволока из легированной и высоколегированной стали дополнительно сортируется по плавкам завода-поставщика.
Проволока укладывается штабелями «елочкой».
Из каждой прибывшей па завод партии отбираются образцы различных плавок для испытания сварочных свойств проволоки и се химического состава.
Бухты проволоки, не имеющие контрольных бирок, складываются отдельно и подвергаются контрольной проверке.
Со склада проволока переправляется в заготовительное отделение, на участок изготовления электродных стержней.
Нарезанные па соответствующую техническим условиям длину отрихтованцые стержни проверяются ОТК и подаются на участок изготовления электродов.
При изготовлении электродов способом опрессовки на прессах к качеству электродных стержней предъявляются более жесткие требования (по длине, по срезу, наличию заусенцев на концах стержней и по качеству рихтовки).
Проволочные стержни с загрязненной поверхностью перед нанесением покрытия подвергаются очистке в очистительных барабанах либо обезжириванию в моечных машинах с водным раствором щелочей.
Материалы для изготовления электродных покрытий хранятся в чистых и отапливаемых складских помещениях.
Хранение материалов производится партиями. Согласно ГОС 4423-48, партией считается количество материала, полученного с одного участка, с одного производственного цикла или с одной отгрузки при весе более 16 т.
При повагонной отгрузке в большегрузных вагонах вес партии принимается 60 г.
Все материалы, за исключением органических веществ и химикатов, до поступления в производство подвергаются эталонному контролю и контрольному химическому анализу; при этом кусковые и сыпучие материалы измельчаются и классифицируются.
Рудоминеральное сырье в случае его неоднородности сортируется по внешнему виду кусков, посторонние примеси при этом удаляются; после этого сырье подвергается крупному, среднему и тонкому измельчению и классификации.
Ферросплавы в крупных кусках предварительно разбиваются на мелкие куски копром, механическим или пневматическим молотом, прессом или кувалдой. Затем они поступают в камнедробилку и валковую дробилку (на крупное и среднее дробление), после — и шаровые мельницы периодического действия на тонкое дробление и, наконец, на просеивание.
Ферромарганец малоуглеродистый и среднеуглеродистый и ферросилиций подвергаются после просева пассивированию.
Феррохром, ферротитан и феррованадий и другие ферросплавы, обладающие большой вязкостью и твердостью, для облегчения дробления предварительно подвергаются закалке в холодной воде при нагреве до 800—1000° с выдержкой до 45—60 мин.
Все сыпучие рудоминеральные материалы перед измельчением подвергаются высушиванию или слабому прокаливанию для удаления кристаллизационной влаги. Температура нагрева при этом находится в пределах 100—250°. Для некоторых материалов температура нагрева доводится до 500°.
Титановый концентрат и измельченный плавиковый шпат при содержании в них серы сверх установленных по ГОСТ 4414-48 и ГОСТ 4421-48 количествах, подвергают в течение 1 часа отжигу при температуре около 1000°.
После просеивания или сепарации материалы складываются в бункеры или в тару.
Загрязненные кусковые материалы промывают водой на моечных машинах типа гравиемоек либо, при отсутствии их, — на металлических сетках, натянутых па деревянные рамки.
Жидкое стекло (силикат натрия, электродный раствор) привозят на завод в цистернах или бочках, сливают раздельно по партиям в стационарные баки и после проверки расходуют по мере необходимости.
При большой потребности в жидком стекле на заводе устанавливают растворители или автоклав для изготовления силикат-раствора из силикат-глыбы; это значительно снижает транспортные расходы на перевозку жидкого стекла, содержащего около 50% воды.
Содовая силикатная глыба (глыба, или гранулят, ГОСТ 4420-48) поступает па завод навалом в крытых вагонах.
Глыбу перед загрузкой в растворитель или автоклав промывают холодной водой.
Измельченные и проеянные материалы Смешиваются Б определенном весовом соотношении в смесителях сухой шихты в зависимости от состава электродного покрытия. Готовую смесь надо приготовлять достаточно чистой, чтобы не требовалось дополнительное контрольное просеивание.
Каждой очередной партии смеси, составленной из материалов одних партий поступления, присваивается очередной номер, за которым она и идет на производство.
Сухая смесь проверяется на однородность путем определения удельного объема и на содержание в ней одного из основных элементов, например марганца, путем химического контроля. Такая проверка осуществляется выборочным способом
Сухая смесь на участке производства обмазочных масс смешивается в определенной пропорции с жидким стеклом и подается на участок изготовления электродов.
Обмазочная масса наносится на электродные стержни способом опрессовки, окунанием и обливанием. Для тонких покрытий применяется метод опудривания.
После покрытия электроды подвергаются подвяливанию и предварительной сушке (естественной — на воздухе или принудительной— в сушильных печах), прокалке в прокалочных печах камерного или конвейерного типа, а затем охлаждаются и сортируются по внешним признакам.
Иногда подвяливание, сушка и прокалка производятся в одной печи, для чего электроды последовательно перемещаются в разные ее зоны. В зависимости от марки электрода температура каждой зоны должна быть предварительно установлена.
Нанесение электродного покрытия на стержни путем опрессовки производится па электродообмазочных прессах высокого, среднего и низкого давления.
При опрессовке электродной массы под средним (150— 1200 кг/см2) и высоким (свыше 200 кг/см2) давлением электродное покрытие получается достаточно прочным и упругим, а это позволяет применять механическую очистку концов электродов. При опрессовке электродной массы под низким давлением электродное покрытие образуется с меньшей прочностью, не позволяющей использовать механическую очистку концов электродов без повреждения покрытия.
В некоторые марки электродообмазочных масс для возможности нанесения их на электродные стержни под высоким давлением вводятся добавки и пластификаторы, а также обработанное жидкое стекло или смесь натриевого и калиевого стекла.
Иногда с целью уменьшения скорости образования поверхностной пленки на электродных покрытиях в момент подвяливаиия сушки в жидкое стекло вводят добавки щелочей.
Электроды, изготовленные способом опрессовки, более чувствительны к режимам высушивания и прокалки. Некоторые марки электродов не допускают при этом проведения ускоренной воздушной сушки.
Однако этот недостаток окупается повышением производительности труда, получением равномерного покрытия, возможностью механической очистки концов электродов непосредственно после нанесения покрытия без его повреждения и др. Кроме того, при применении электродообмазочных прессов можно наносить на электродные стержни покрытие, содержащее в своем составе тяжелые металлы (железный порошок), большое количество легирующих ферросплавов, что невозможно сделать при нанесении электродного покрытия методом окунания.
Все технологические операции производства электродов связаны с большим пылевыделением и выделением вредных газов. Пыль содержит кремнезем и различные марганцевые соединения, а газы в зависимости от производственных операций содержат сернистый газ (при прокалке титанового концентрата и тонкоизмельченного плавикового шпата), фосфористый и мышьяковистый водород (при обработке ферросилиция), окись углерода и альдегиды (при прокалке электродов, содержащих большой процент органических веществ в условиях высоких температур, при которых они разлагаются), углеводороды (при пассивировании малоуглеродистого и среднеуглеродистого ферромарганца).
Кроме того, в отделениях приготовления электродов, как правило, имеются источники выделения избыточного тепла. На операциях сортировки и упаковки электродов выделяется тонкодисперсная пыль, содержащая марганец и его окислы. Количество ее превышает в несколько раз допустимые санитарные нормы.