專利名稱：一種自動埋弧焊劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊劑技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的自動埋弧焊劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熔煉型焊劑主要是利用原生礦石，如錳礦石等為主要原材料，通過冶煉的工藝方法生產(chǎn)焊劑產(chǎn)品(如常用品種HJ431)，但這些傳統(tǒng)的用料和配方都存在如下的問題和困難。1、成本高，因為礦產(chǎn)資源的不可再生性，優(yōu)質(zhì)品位的礦產(chǎn)品在逐年枯竭，價格以驚人的速度在增長，并且購買越來越困難，因此，發(fā)展高錳型焊劑不符合我國的資源狀況，應(yīng)該向低錳或無錳型，低能耗，環(huán)保型的方向發(fā)展。2、能耗大，傳統(tǒng)焊劑產(chǎn)品噸成品能耗在^00KWh/T左右。3、污染重，傳統(tǒng)的用料大都是原生礦，生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量等有害氣體物。4、產(chǎn)品的工藝性能和機械性能相對不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的新型自動埋弧焊劑，其能耗低、成本低、不產(chǎn)生新的工業(yè)廢渣、沒有二次污染。本發(fā)明的技術(shù)方案是利用鐵合金冶煉爐(有渣法)的高溫水碎S—Si-Mn合金渣、 煉鋼爐廢棄的保溫材料，如碳鎂耐火磚，鉻鎂耐火磚，高鋁耐火磚、煉鐵高爐中的泡渣等，對這些材料進行破碎篩選，再通過科學(xué)合理的配方，攪拌均勻，在微機控制的電爐中進行物理的和化學(xué)反應(yīng)，制成焊劑。自動埋弧焊劑的制備方法按以下步驟進行
1)先設(shè)定冶煉高溫水碎渣和錳礦石的化學(xué)成分含量；
2)將以上兩種材料混合成含MnO為15 21%的原料，并計算出兩種原料的用量；
3)檢測出兩種原料的化學(xué)成份，根據(jù)各化學(xué)成份的含量來添加各化學(xué)原料，進行充分攪拌混均，使之達到各化學(xué)成分含量的要求；
4)將混均的原料倒入電爐中進行熔煉，待還原、化合反應(yīng)充分完成后，進行水淬造粒， 將造粒后的半成品，進行烘干、篩選，包裝成產(chǎn)品。所述的工業(yè)廢渣還有煉鋼爐廢棄的保溫材料炭鎂耐火磚、鉻鎂耐火磚、高鋁耐火磚、煉生鐵高爐中的泡渣等。按上述的方法制備的自動埋弧焊劑的化學(xué)組份范圍為SiA 26-32%, CaO 17-29%, MnO 15-22%，Al2O3 9-16%, CaF2 8-19%, TiO2 1-5%, FeO 彡 2 %，S 彡 0. 04%， P 彡 0. 05%, H2O < 1%。較優(yōu)的自動埋弧焊劑的化學(xué)組份為30.48%，CaO 27. 17%，MnO 16.38%， Al2O3 10. 34%, CaF2 10. 91%, TiO2 2. 17%, FeO 1. 86%, S 0. 018%, P 0. 012%, H2O 0. 66%。
本發(fā)明用料大都采用工業(yè)冶煉過的廢渣熟料，經(jīng)估算可降60%以上有害氣體物排放，且整個生產(chǎn)工藝過程不產(chǎn)生新的工業(yè)廢渣，沒有二次污染。本焊劑試焊過程起弧快、維弧穩(wěn)定，焊接迅速，脫渣容易，焊縫過度平滑，抗氣孔， 裂紋能力強，機械強度高。本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、造船、制管、建筑、橋梁、軍工、航天航海、核動力等領(lǐng)域。
具體實施例方式實施例1
1、經(jīng)檢測冶煉高溫水碎渣的化學(xué)成分含量為(%)
FeO SiO2 MnO CaO Al2O3 S P H2O
440 5 29 7 0.04 0.03 14.93 錳礦石的化學(xué)組份為(％)
FeO SiO2 MnO CaO Al2O3 S P H2O 3 19 30 30 3 0.02 0.01 14.97
2、將以上兩種材料混合成含MnO為19%的原料，設(shè)料的總量為lMkg，高錳礦石含量為 Xkg,則
30X + (115 - X) 5=115X19 X=64. 40kg 冶煉高溫水碎渣為115 — 64. 40=50. 60kg
3、檢測出兩種原料的化學(xué)成份，并計算混合料的化學(xué)組份(%) SiO2 50. 6X0. 43 + 64. 4X0. 19=33. 994+115=29. 56
CaO 50. 6X0. 3 + 64. 4X0. 33=36. 432 + 115=31. 68 MnO 50. 6X0. 05 + 64. 4X0. 3=21. 85 + 115=19 Al2O3 50. 6X0. 07 + 64. 4X0. 03=5. 474+115=4. 76
550. 6X0. 04% + 64. 4X0. 02%=0. 03312 + 115=0. 0288
P 50. 6X0. 0003 + 64. 4X0. 0001=0. 02162 + 115=0. 0188 H2O 50. 6X0. 1493 + 64. 4X01497=17. 19526 + 115=14. 9524
4、根據(jù)各化學(xué)成份的含量來添加各化學(xué)原料，取含Al2O3為98%以上的鋁粉7.Mkg，含 CaF2為98. 6%的瑩石精粉12. 66kg，含TW2為99%的鈦白精粉2. 52kg，將它們加入到115kg 的混合料中，進行充分攪拌混均，倒入電爐中進行熔煉，待還原、化合反應(yīng)充分完成后，進行水淬造粒；
5、將造粒后的半成品，進行烘干、篩選，包裝成產(chǎn)品。所得產(chǎn)品(自動埋弧焊劑)的化學(xué)組份為(％)
SiO2 CaO MnO Al2O3 CaF2 TiO2 FeO S P H2O 30.48 27.17 16.38 10.34 10.91 2.17 1.86 0.018 0.012 0.66。實施例2:
1、經(jīng)檢測冶煉高溫水碎渣的(Si-Mn渣)的化學(xué)成分為(%) SiO2 CaO MnO Al2O3 Feo H2O S P 36 28 810 5 12.9 0.09 0.01
錳礦石的化學(xué)組份為(％)SiO2 CaO
MnO Al2O3 FeO H2O SP
16 28 2215 4 14.9 0.06 0.04
2、將以上兩種材料混合成含MnO為15%的原料，設(shè)總量為lMkg，錳礦石為HigJlJ: 22X + (115 - Χ) X8=115X15 求 X=57. 5kg
工業(yè)■為115 — 57. 5=57. 5 kg
3、計算混合料的化學(xué)組份為(％) SiO2 (36 + 16) +2=26
CaO (28 + 28) +2=28 MnO (8 + 22) +2=15 Al2O3 (10 + 15) 2=12. 5 FeO (15 + 18) +2=16. 5 H2O (12. 9 + 14. 9) 2=13. 90 S :(0.09+0.06)+2=0.075 P :(0.01+0.04)+2=0.025
4、根據(jù)各化學(xué)成份的含量來添加各化學(xué)原料，取含CaF2為98.8%的瑩石精粉9kg，含 TiO2為99%的鈦白粉1. 1kg，將它們混合到115kg混合料中，進行充分攪拌混均，倒入電爐中進行熔煉，待還原、化合反應(yīng)充分完成后，進行水淬造粒；
5、將造粒后的半成品，進行烘干、篩選，包裝成產(chǎn)品。
所得產(chǎn)品(自動埋弧焊劑)的化學(xué)組份為(％)
SiO2 CaO MnO Al2O3 CaF2 TiO2 FeO S 27.95 28.30 15.8 15 9.16 1.12 2 0.02 實施例3
1、經(jīng)檢測冶煉高溫水碎渣的(Si-Mn渣)的化學(xué)成分為
P
0. 03
H2O 0. 62
Al2O3
SiO2 CaO MnO t 44 17 107
錳礦石的化學(xué)組份為(％)
CaO 18
MnO 33
Al2O3 11
FeO 6
Feo 4. 8
H2O 15. 9
H2O 13. 12
S
0. 06
S
0. 05
(%) P
0. 04
P
0. 03
則
SiO2 20
2、將以上兩種材料混合成含MnA為21%的原料，設(shè)總量為lMkg，錳礦石含量為)(kg，
33X + (115 - Χ) X 10=115X21 求 X=55kg 工業(yè)■為115 — 55=60 kg
3、計算混合料的化學(xué)組份為(％) SiO2 (50X0. 44+60X0. 2)+115=29 CaO (50X0. 17+60X0.⑶+115=19. 3 MnO (50X0. 1+60X0. 33)+115=24. 8 Al2O3 (50X0. 07+60X0. 11)+115=10. 10 FeO (50 X 0. 06+60 X 0. 048) 115=5. 11 H2O (50X0. 159+60X0. 1312) 115=15. 822S (50X0. 0006+60X0. 0005)+115=0. 052 P (50X0. 0004+60X0. 0003)+115=0. 048
4、根據(jù)各化學(xué)成份的含量來添加各化學(xué)原料，取含CaF2為97.8%的瑩石精粉Wkg、含 TiO2為98%的鈦白粉3. Wcg，將它們混合到115kg混合料中，進行充分攪拌混均，倒入電爐中進行熔煉，待還原、化合反應(yīng)充分完成后，進行水淬造粒；
5、將造粒后的半成品，進行烘干、篩選，包裝成產(chǎn)品。
所得產(chǎn)品(自動埋弧焊劑)的化學(xué)組份為(％)
權(quán)利要求
1.一種自動埋弧焊劑的制備方法，其特征是以工業(yè)廢渣為原料，工業(yè)廢渣為冶煉高溫水碎渣和錳礦石，按以下步驟進行1)先設(shè)定冶煉高溫水碎渣和錳礦石的化學(xué)成分含量；2)將以上兩種材料混合成含MnO為15 21%的原料，并計算出兩種原料的用量；3)檢測出兩種原料的化學(xué)成份，根據(jù)各化學(xué)成份的含量來添加各化學(xué)原料，進行充分攪拌混均，使之達到各化學(xué)成分含量的要求；4)將混均的原料倒入電爐中進行熔煉，待還原、化合反應(yīng)充分完成后，進行水淬造粒， 將造粒后的半成品，進行烘干、篩選，包裝成產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動埋弧焊劑的制備方法，其特征在于所述的工業(yè)廢渣還有煉鋼爐廢棄的保溫材料炭鎂耐火磚、鉻鎂耐火磚、高鋁耐火磚、煉生鐵高爐中的泡渣。
3.按權(quán)利要求1所述的自動埋弧焊劑的制備方法制備的自動埋弧焊劑，其特征在于自動埋弧焊劑的化學(xué)組份范圍為:Si02 26-32%, CaO 17-29%, MnO 15-22%，Al2O3 9-16%, CaF2 8-19%, TiO2 1-5%, FeO 彡 2 %，S 彡 0. 04%，P 彡 0. 05%, H2O < 1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動埋弧焊劑，其特征在于自動埋弧焊劑的化學(xué)組份為 SiO2 30. 48%, CaO 27. 17%, MnO 16. 38%, Al2O3 10. 34%, CaF2 10. 91%, TiO2 2. 17%, FeO 1. 86%, S 0. 018%, P 0. 012%, H2O 0. 66%。
全文摘要
本發(fā)明是一種自動埋弧焊劑的制備方法。以工業(yè)廢渣為原料，先設(shè)定冶煉高溫水碎渣和錳礦石的化學(xué)成分含量；將以上兩種材料混合成含MnO為15～21%的原料，并計算出兩種原料的用量；檢測出兩種原料的化學(xué)成份，添加各化學(xué)原料使之達到各化學(xué)成分含量的要求，進行充分攪拌混均，倒入電爐中進行熔煉，水淬造粒，烘干、篩選成產(chǎn)品?；瘜W(xué)組份范圍為SiO226-32%，CaO17-29%，MnO15-22%，Al2O39-16%，CaF28-19%，TiO21-5%，F(xiàn)eO≤2%，S≤0.04%，P≤0.05%，H2O＜1%。解決了傳統(tǒng)產(chǎn)品中存在的成本高、能耗大、污染重、性能不穩(wěn)定的問題。
文檔編號B23K35/362GK102198573SQ20111010712
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者蔣才銀 申請人:蔣才銀