Разработка технологии производства железо-оксидтитановых композиций и титанмарганцевых лигатур для покрытий сварочных электродов

• Автор: Сафонов, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 193 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Современное состояние сырьевой базы для покрытий сварочных электродов марки МР3

1.1 Обзор существующих рецептур рутилсодержащих покрытий сварочных электродов

1.2 Анализ существующих рецептур рутилсодержащих покрытий сварочных электродов.

1.3 Обзор расчетных методов построения электродных покрытий

Выводы и постановка задачи

2 Изучение свойства железотитановых и марганцеворудных концентратов.

2.1 Свойства железотитановых концентратов.

2.2 Свойства марганцеворудных концентратов.

3 Разработка технологии восстановительного обжига железотитановых концентратов.

3.1 Состояние вопроса
3.2 Исследование углеродотермического восстановления железотитановых концентратов в твердой фазе
3.3 Восстановительный обжиг железотитанового концентрата в индукционных тигельных печах.
3.4 Технологические свойства восстановленных железотитановых концентратов
4 Разработка технологии внепечного алюминотермического получения титанмарганцевых лигатур.
4.1 Состояние вопроса.
4.2 Лабораторный синтез сплавов с титаном и марганцем.
4.3 Анализ полученных результатов.
4.3 Синтез титанмарганцевых лигатур двухшлаковым методом внепечной алюминотермической плавки.
Ф Выводы.
5 Разработка и испытание составов покрытий сварочных электродов на базе железооксидтитановых композиций и титанмарганцевых лигатур.
5.1 Анализ существующих составов шихтовых композиций для покрытий сварочных электродов
5.2 Изготовление и промышленные испытания опытных партий электродов с использованием альтернативных видов сырья
5.3 Анализ результатов промышленных испытаний серийных и опытных партий сварочных электродов марки МР3
Выводы.
6 Разработка технологической схемы и аппаратурного оформления производства железооксидтитановых композиций и титанмарганцевых
лигатур.
6.1 Технология и аппаратурное оформление восстановительного обжига железотитановых концентратов в условиях ЦПСЭ ОАО ЗСМК
6.2 Технология синтеза титанмарганцевых лигатур двухшлаковым методом в условиях ЦПСЭ ОАО ЗСМК
Ф Выводы
Заключение.
Список использованных источников


Интервал принимаемых оценочных значений - % позволяет не только очень сильно изменить состав шлака и его физические характеристики, но и перевести процесс сварки из восстановительного (или нейтрального) режима, когда марганец не будет окисляться, то есть будет осуществлять функции легирования, раскисления, модифицирования, в режим окислительный, когда окисляются не только металлические компоненты шихты покрытий, но и частично расплавленный металл ванны сварного шва. П2О3, ТЮ, МпО) при максимальном ограничении содержания оксидов железа. С этой точки зрения полная замена рути-ловых концентратов железо-титановыми также нежелательна. С другой стороны, введение в шихту покрытий порошка металлического железа существенно увеличивает коэффициент наплавки, что говорит о целесообразности включения в состав шихты железо-титановых концентратов, прошедших предварительный высокотемпературный восстановительный обжиг и включающих в свой состав максимально возможное количество восстановленного до металлического состояния железа и частично восстановленный до оксидов меньшей валентности диоксид титана. Присутствующие в шлаке мельчайшие частицы металлического железа в значительной степени поглощают кислород, поступающий из атмосферы и из диссоциирующих оксидов (в том числе и С), ограничивая его поступление в сварочную ванну, и таким образом являются регулятором кислородного потенциала. В условиях снижения общего окислительного потенциала системы за счет использования железо-оксидтитановой композиции, представляющей собой, восстановленный железо-титановый концентрат, вместо рутилового (или смеси рутилового концентрата с сырым железо-титановым) введение столь большого количества марганца в шихту в металлическом виде становится необязательным и даже нежелательным, так как ведет к значительному повышению его содержания в металле сварного шва. Здесь становится целесообразным введение части марганца в оксидной форме в виде рудного материала, количество которого должно соответствовать межфазному квазирав-новесному распределению марганца с учетом неизбежного частичного окисления металлического марганца газообразными окислителями. Наиболее эффективным решением представляется введение металлического марганца не в виде высокопроцентного ферромарганца, а в виде комплексного марганецсодержащей лигатуры, содержащей - % Мп. Подобными, альтернативными ферромарганцу, материалами являются, на пример, лигатуры, выплавляемые на Ключевском заводе ферросплавов в соответствии с ТУ 1, содержащие 8- % титана и более % марганца. Подобные лигатуры могут быть получены внепечным алюминотерми-ческим процессом из относительно бедного титансодержащего и марганецсодержащего рудного сырья. Состав лигатур представлен в таблице 3. Марка Ті, % (масс. Мп, % (масс. Содержание остальных компонентов, % (масс. Примечание: * - остальное - железо. Производство данных материалов: железо-оксидтитановых композиций и комплексных титанмарганцевых лигатур, принимая во внимание относительно невысокий объем производства сварочных электродов марок МР-3 и МР-ЗР в ЦПСЭ ОАО «ЗСМК» (2 тыс. ЦПСЭ ОАО «ЗСМК». В настоящее время в России фактически отсутствует собственная сырьевая база, способная хотя бы частично обеспечить отечественную металлургическую и химическую промышленность высококачественным титансодержащим сырьем. По мнению авторов [] наиболее перспективными для разработки отечественными месторождениями являются Туганское (Томская обл. Тар-ское (Омская обл. В настоящем разделе изложены результаты исследований некоторых физикохимических и технологических свойств железо-титановых концентратов, полученных из руд этих месторождений, а также концентратов, полученных из руд Николаевского месторождения (Кемеровская обл. Вольногорского ГОКа. Концентраты Вольногорского ГОКа используются в настоящее время в ЦПСЭ ОАО «ЗСМК» как компонент шихты для кислых покрытий сварочных электродов марки МР-3. Все три сибирских месторождения на данный момент времени не разрабатываются. Обогащение руд Николаевского месторождения опробовано только в лабораторных условиях [], а обогащение Ту-ганских и Тарских руд производилось в полупромышленных условиях малыми опытными партиями. По данным ситового анализа размер значительной части зерен исследованных железо-титановых концентратов (от ,7 масс. Ту-ганского месторождения до ,6 масс. Волыюгорского ГОКа) не превышает 0,мм, причем доля зерен размером менее 0,мм составляет от ,8 масс. Туганском концентрате до ,7 масс. Вольногорского ГОКа.