ГЛАВА VI ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ (1956 год)

ГЛАВА VI ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ (1956 год) - часть 4

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ ОКУНАНИЕМ ВРУЧНУЮ

При штучном окунании электродов вручную рабочий одновременно окунает двумя руками в обмазочную массу от одного до пяти электродных стержней.

Так же как и при рамочном окунании, для получения равномерного покрытия на стержнях необходимо их приподнимать и опускать 2—3 раза и только затем извлекать из ванны. При этом необходимо следить, чтобы не нарушалась параллельность расположения стержней и не образовывался мостик из массы между стержнями.

Способ штучного окунания электродных стержней вручную малопроизводителен и обычно применяется на производствах, имеющих небольшую потребность в электродах.

Но ввиду простоты этого способа нанесения покрытий он может быть применен и на производствах большого масштаба при изготовлении небольших партий электродов для эталонного контроля поступающего на производство основного сырья, а также при нанесении покрытия на электроды с литыми стержнями, непригодными для нанесения на них покрытия на электродообмазочных агрегатах.

Электроды, изготовленные способом окунания, по своим технологическим свойствам значительно уступают электродам, изготовленным на прессах высокого давления.

Вследствие стекания обмазки, более широких допусков на толщину покрытия и, следовательно, более широких колебаний отношения веса покрытия к весу стержня получить совершенно одинаковое сечение покрытия способом окунания по длине электрода невозможно.

Покрытие на таких электродах лежит неравномерно; часто встречаются пороки в виде бугристости, вздутий и конусности покрытия; электрод горит нестабильно, с более высокой степенью разбрызгивания.

СУШКА И ПРОКАЛКА ЭЛЕКТРОДОВ

В целях удаления в покрытиях влаги электроды должны пройти подвяливание, просушивание и прокалку.

Подвяливание электродов необходимо для постепенного удаления влаги с покрытий (при температурах до 80°).

Под сушкой электродов понимается более интенсивное удаление влаги при температурах 80—160° в среде с относительно невысокой влажностью и, следовательно, обязательно со сменой увлажненного воздуха.

При прокалке электродов происходит удаление остатков растворенной и части кристаллизационной влаги при температурах до 380°. Для электродов, содержащих в покрытии органические вещества, в связи с их обугливанием и потерей составляющих, нужных для образования газовой защиты при сварке, температура прокалки не должна превышать 220°.

Сушка и прокалка электродов требуют обеспечения постепенной отдачи влаги электродным покрытием при одновременной и равномерной сушке по всей его длине.

Правильно подобранные для каждой марки электродов и диаметров режимы сушки и прокалки обеспечивают отсутствие сквозных трещин и тончайшей сетки трещин.

Электродные покрытия после подвяливания, сушки и прокалки должны быть прочными, плотными и не должны разрушаться при пробном бросании их на металлическую плиту с высоты 1 м для электродов диаметром до 4 мм включительно и с высоты 0,5 м для электродов диаметром свыше 4 мм.

В виде исключения допускаются следующие наружные дефекты на поверхности электродных покрытий:

а) оголенность от покрытия: для электродов диаметром до 6 мм. на расстоянии не более 0,5 диаметра стержня, а диаметром свыше 6 мм — не более 3 мм от торца;

б) шероховатость поверхности, продольные риски и отдельные задиры глубиной не более 1/4 толщины покрытия;

в) не более двух местных вмятин, причем длина каждой вмятины не должна превышать 12 мм, а глубина 0,5 толщины покрытия .
Изменение № 1 ГОСТ 2523-51 *, согласна приказу Управления по стандар тизации при Госплане СССР № 601

Электродные покрытия, имеющие трещины или шероховатую поверхность, быстрее набирают влагу по сравнению с электродами без трещин, с гладкой поверхностью.

Уменьшение влаги в электродных покрытиях достигается путем естественной длительной сушки при нормальной температуре (под-вяливание) или путем принудительной сушки при температуре 25—80° и прокалки при более высоких температурах. В обоих процессах в зависимости от толщины покрытия и его состава должен быть выдержан определенный, заранее установленный режим.

Если поместить электроды, содержащие в покрытии значительный процент влаги (свыше 5%), сразу в прокалочную печь, то интенсивное выделение влаги за счет быстрого парообразования может привести к разрыву покрытия (по длине) или к разрушению покрытия вследствие большой скорости усадки (кольцевые трещины) .

В процессе сушки электродов влагоотдача с концевых участков происходит быстрее, чем в средней части электродов.

Следовательно, при интенсивной сушке концевые участки покрытия быстрее закрепляются на электродном стержне и препятствуют перемещению покрытия в результате продольной усадки, что может вызывать появление поперечных усадочных трещин.

В большинстве случаев трещины располагаются вдоль покрытия и затрагивают значительную часть или всю его толщину.

При естественной и принудительной сушке электродов, при невысоких температурах, относительная влажность воздушной среды не должна быть ниже 50%. При этом во избежание быстрой влагоотдачи поверхностью электродов скорость воздушного потока, омывающего их, должна быть незначительной. В противном случае может образоваться наружная корочка, приводящая под влиянием создавшегося внутри покрытия давления паров к его растрескиванию. В лучшем случае влияние давления паров внутри покрытия приводит к образованию мельчайшей сетки поверхностных волосных трещинок.

Скорость удаления влаги с глубинных слоев покрытия к наружному не должна существенно отставать от скорости удаления ее с поверхностных слоев.

По практическим данным относительная влажность воздушной среды при подвяливании электродов должна находиться в пределах 50—60%.

На процессы подвяливания, сушки и прокалки электродов оказывают влияние состав электродного покрытия, диаметр электродного стержня, толщина электродного покрытия (на сторону), газопроницаемость покрытия, зависящая от степени измельчения отдельных составляющих, органические вещества, температура и относительная влажность воздушной среды, скорость движения воздуха, химический состав жидкого стекла, применяющегося при изготовлении обмазочной массы, модуль стекла, количество жидкого стекла в покрытии (в зависимости от способа нанесения покрытия на стержни), взаимное расположение электродов и скорость образования поверхностной пленки.

При подвяливании и сушке величина зазоров между электродами не должна быть менее 2—3 мм, в противном случае из-за неравномерной отдачи влаги с поверхности электрода будет неравномерная сушка. В отдельных случаях может быть слипание электродов по линии их соприкосновения или в результате задержки в покрытии влаги, так как происходит химическая реакция с ферросплавами и одностороннее вздутие обмазки.

При любых режимах подвяливания и сушки при касании электродов получаются долевые трещины.

Появление таких трещин объясняется неравномерностью влагоотдачи. В результате прочность электродного покрытия на участке соприкосновения будет ниже прочности покрытия остальных участков и в некоторый момент усадочные напряжения, возникающие в покрытии, превысят прочность покрытия на участке соприкосновения электродов и тем самым вызовут долевые трещины.

Подвяливание и сушка электродов любой марки и диаметра может проходить нормально только при следующих условиях:

а) Температура проволоки перед нанесением на нее покрытия должна быть близка к температуре цеха (15—20°) и к температуре обмазочной массы.

Нельзя наносить обмазку на замороженную или горячую проволоку, так как в первом случае в процессе сушки будет происходить отслоение покрытия от электродного стержня и во втором — быстрое высыхание электродного покрытия у поверхности стержня, что повлечет за собой появление трещин в покрытии.

б) Сухая шихта должна быть нагрета до температуры цеха, иначе при изготовлении обмазочной массы потребуется увеличенное количество жидкого стекла, что повлечет за собой необходимость изменения режима подвяливания и сушки.

в) Температура раствора жидкого стекла должна быть равной 18—20°; при более низкой температуре увеличивается удельный расход жидкого стекла и создается опасность растрескивания электродного покрытия вследствие повышенной усадки. В случае применения жидкого стекла с более высокой температурой его клеящие свойства уменьшаются и изменяются условия покрытия как на прессах, так и методом окунания, а это ведет к необходимости изменения режима подвяливания и сушки.

г) Должны быть соблюдены режимы тонкого помола материалов-компонентов, не допускающие переизмельчения компонентов.

Процесс подвяливания и сушки электродов после нанесения на них покрытия проводится медленно до полного затвердевания покрытия. Затем при постепенном повышении температуры электроды прокаливаются.

Подвяливание электродов можно осуществлять путем длительного хранения их в цехе или пропуская через сушильную печь, имеющую специальную зону для подвяливания, наряду с зонами для сушки и прокалки электродов.

Каждый из этих способов подвяливания электродов имеет свои преимущества и недостатки.

При подвяливании электродов в помещении цеха электродные покрытия, высыхая равномерно по всему сечению, допускают при последующих операциях—сушке и прокалке — более интенсивный

нагрев. При этом снижается расход электроэнергии и значительно упрощается конструкция прокалочных печей.

Подвяливание электродов естественным способом требует больших производственных площадей и значительного увеличения производственного цикла.

В свою очередь, совмещение подвяливания, сушки и прокалки электродов в сушильно-прокалочных печах имеет большие трудности в случаях изготовления электродов различных марок и диаметров. Подвяливание электродов начинается сразу после нанесения покрытия на стержни.

При воздушном способе подвяливания электродов температура окружающего воздуха в цехе должна быть равна 18—25° при относительной влажности воздуха 50—60%.

Соблюдая вышеуказанные режимы в условиях нормального воздухообмена, можно пользоваться данными продолжительности процесса подвяливания по табл. 52.

При принудительном подвяливании электродов в сушильных печах можно использовать режимы времени, указанные в табл. 53.

В отдельных случаях в зависимости от марки и диаметра электродов необходимо опытным путем уточнять режимы пркнудительного подвяливания электродов (по температуре, влажности воздуха и времени).

Для наиболее распространенных марок электродов можно пользоваться режимами подвяливания при относительной влажности воздуха 50—60% по табл. 54.

Таблица 52 Продолжительность воздушного подвяливания электродов

Таблица 53 Продолжительность принудительного подвяливания электродов в сушильных печах

Таблица 54
Режимы подвяливания промышленных марок электродов при относительной влажности воздуха 50—60 %

Практически процесс подвяливания электродов считается законченным при влажности покрытий менее 4,5%; при этой влажности надавливание ногтем не оставляет вмятин на поверхности электрода.

При влажности покрытия выше 4,5% и последующей прокалке могут появляться массовые трещины.

Нижние рамки с электродами, как правило, находятся в менее благоприятных условиях для подвяливания. Поэтому для проверки влажности необходимо брать электроды из трех мест: сверху, из середины стопки и снизу.

В случае изготовления электродов способом окунания в наборных рамках электроды после нанесения на них покрытия выдерживаются для стекания с них избыточной обмазочной массы.

Искусственное подвяливание электродов, изготовленных способом окунания, производится в сушильных печах конвейерного типа при постепенном повышении температуры по мере продвижения рамок с электродами вдоль камеры.

Сушка и прокалка электродов после их подвяливания производится в камерных или конвейерных прокалочных печах.

Сушка и прокалка производятся последовательно в прокалочных печах за счет постепенного повышения в них температуры.

Прокалкой электродов достигается снижение влаги в электродных покрытиях с 4,5—5,0 до 0,5%. Дальнейшее прокаливание электродов нецелесообразно, так как пересушивание покрытия может резко ухудшить технологические свойства электродов и повлечь за собой снижение прочности покрытия.

Ввиду довольно узкого температурного интервала, при котором должна проходить прокалка электродов, необходимо обеспечивать при помощи создания потока горячего воздуха высокую равномерность температур по зонам камер или конвейерных прокалочных печей. Прямое облучение электродов при прокалке от нагревательных элементов не рекомендуется, так как нельзя гарантировать равномерность температур.

Для электродов, не содержащих органических составляющих, температура прокалки должна быть в пределах 275—300°, а для электродов, содержащих в своем составе СаСО3 и плавиковый шпат (типа УОНИ, УП, аусгенитные) температура прокалки должна находиться в пределах 350—400° с выдержкой электродов при этой температуре в течение получаса. Прокалка электродов типа УОНИ при более низких температурах приводит к появлению в сварных швах при сварке этими электродами внутренней пористости.

При прокалке электродов с содержанием органических составляющих в количестве до 6—8% температура должна доходить до 220—250°.

Ниже, в табл. 55, приведены режимы прокалки различных марок электродов.

Таблица 55
Режимы прокалки электролов
(но данным паспортов ЦНИИТМАШ, Опытно-сварочного завода ЦНИИ МПС и Московского электродного завода)

Электродное покрытие сравнительно быстро поглощает влагу из окружающего его воздуха даже при условии хранения электродов в сухих складах.

В случаях увлажнения покрытий электродов до содержания влаги свыше 2% такие электроды перед использованием подвергаются вторичной прокалке,

Для электродов особо ответственных марок (типа Э42А или Э50А) верхний предел содержания влаги в покрытии допускается около 1%.

Электроды, не имеющие в своем составе целлюлозы, после прокалки проверяют по металлическому звуку, издаваемому электродами при встряхивании их в руках.

Электроды с целлюлозным покрытием подвергаются сушке при температуре 105—110°. Во избежание разложения целлюлозы прокалка таких электродов не производится.

Иногда подвяленные электроды во время их сушки и прокалки в прокалочных печах слипаются между собой или получают в местах соприкосновения с рамками или с транспортирующими цепями местные вмятины.

При подвяливании, сушке и прокалке электродов в сушильно-прокалочных печах в случаях интенсивного испарения может образоваться наружная корочка, препятствующая дальнейшей влагоотдаче. Поэтому при сушке в ряде случаев применяется искусственное увлажнение электродов струей насыщенного пара, чтобы прогреть покрытие и избежать образования поверхностной корочки.

Режимы подвяливания, сушки и прокалки в начальный период производственного процесса должны быть мягкими, иначе скорость образования паров внутри покрытия будет выше, чем скорость диффундирования их наружу; в результате неизбежны отслаивание корочки, разрывы и трещины на электродном покрытии.

Из приведенных выше данных, касающихся условий подвяливания, сушки и прокалки электродов, следует, что на них оказывают влияние:

а) состав электродного покрытия;

б) диаметр электродного стержня;

в) толщина электродного покрытия (на сторону);

г) газопроницаемость покрытия, зависящая от степени измельчения отдельных составляющих;

д) органические вещества, содержащиеся в покрытии;

е) температура и относительная влажность воздушной среды;

ж) скорость движения воздуха;

з) химический состав жидкого стекла, применявшегося при изготовлении обмазочной массы;

и) количество жидкого стекла в покрытии (в зависимости от способа нанесения покрытия на стержни);

к) взаимное расположение электродов и

л) физические свойства жидкого стекла — скорость образования поверхностной пленки.

содержание .. 14 15 16 17 ..