Технология производства металлических электродов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ФГУ СПО КРАСНОДАРСКИЙ МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По ТПМС

Вариант № 2

студента 3 курса группы 3СП

Жидкова Сергея Юрьевича

г.Краснодар 2010 г.

1. Технология изготовления электродов

Складирование материалов электродного покрытия и проволоки:

Материалы покрытия поступают на склад в железнодорожных вагонах или контейнерах 'насыпью в кусках или в виде готовых порошков в мешках или банках.

Разгружают вагоны с помощью механической лопаты, вакуум-трубы или вручную в специальные контейнеры, бункера или траншеи. Затаренные материалы складывают в штабеля.

Материалы должны храниться строго по партиям; разные партии даже одноименного материала смешивать запрещается. Допуск в производство каждой новой партии материала разрешается после получения положительного результата анализа заводской химической лаборатории. Материалы, поступающие с нового месторождения, подвергаются эталонному контролю. До полного расходования партии материала запрещается брать в работу новую партию.

Склад должен обеспечивать сохранность материалов от попадания влаги и загрязнения.

Материалы, годные для производства, отпускаются в цех с обязательным сопроводительным ярлыком, на котором следует указывать наименование материала, дату поступления, номер партии и массу.

Все виды обработки данного материала должны фиксироваться на ярлыке с обязательной отметкой фамилии рабочего. По мере использования материала сопроводительные ярлыки подкалывают к рапорту мастера; таким образом всегда известно, из каких партий материалов изготовлены определенные партии электродов.

Проволоку также следует хранить и расходовать по партиям независимо от того, как она поступает: в бухтах или намотанная на катушках.

Принимают материалы по внешнему виду и сертификату. Для разрешения материала в производство необходимо произвести его химический анализ в заводской лаборатории. Пробы материалов для химического анализа отбирают по ГОСТ 4423—48.

Технологическая схема производства

Производство сварочных электродов заключается в соответствующей обработке каждого материала, входящего в покрытие, дозировке по рецепту, изготовлении однородной сухой и мокрой смеси, нанесении определенного слоя этой смеси на стержни, сушке и прокалке; готовых электродов .

Все материалы покрытия проходят следующую обработку дробление, размол, просев, дозировку, сухое смешивание, смешивание сухой шихты с жидким стеклом, рубку проволоки на стержни, нанесение на стержни покрытия, провяливание, сушку и прокалку электродов, сортировку, взвешивание и упаковку электродов.

Электроды с фтористокальциевым (основным) покрытием очень чувствительны к малейшим нарушениям технологического процесса. Все операции обработки материалов покрытия следует тщательно выполнять, параметры жидкого стекла строго выдерживать, замесы хорошо перемешивать. Величина замесов должна быть но возможности меньшей ввиду того, что такая смесь долго храниться не может. Температурный режим печи следует строго соблюдать, так как такие электроды в большой степени склонны к трещинообразованию и вздутию покрытия во время прокалки.

При изготовлении электродов малых диаметров (1—2,5 мм) требуется более тонкий помол материалов покрытия и длительное перемешивание замесов для усреднения; необходимо также повысить требования к качеству электродных стержней и эксцентричности покрытия.

Дробление и размол ферросплавов

Минералы и ферросплавы, поступающие от поставщиков в крупных кусках, подвергают дроблению до размеров кусков 15—20 мм.

Основная задача, которую преследуют при размоле ферросплавов, заключается в получении необходимой фракции с минимальным содержанием пыли. Кроме того, всегда надо помнить, что ферромарганец и ферроптан взрывоопасны при размоле.

Размол ферросплавов можно производить следующими способами:

·          на мельницах непрерывного действия в среде инертного газа с одновременным просевом;

·          путем мокрого помола;

·          на мельницах периодического действия с добавкой инертного материала и последующим просевом на механических ситах.

Размол ферросплавов на мельницах непрерывного действия в среде инертного газа с одновременным просевом— процесс достаточно производительный, фракция получается однородной и почти не содержит пыли.

Мокрый помол обеспечивает полную взрывобезопасность, ферросплав получается частично пассивированным, не содержит пылевидной фракции.

Технология размола ферросплавов мокрым путем на мельнице типа 2ШМ-0. В мельницу загружается 675 кг стальных шаров, в том числе 15% диаметром 50 мм, 45% диаметром 60мм и 50% диаметром 80мм. Раздробленный, таким образом, ферросплав питателем подается в мельницу со скоростью 300 кг/ч, сюда же добавляется хромовокислый калий из расчета 0,2% от массы ферро

сплава. По мере размола ферросплав уносится водой. Поступление воды отрабатывается и регулируется в зависимости от требуемой фракции ферросплава. Пульпа, содержащая размолотый ферросплав, направляется в центрифугу. После фугирования остаточная влага в ферросплаве составляет не более 2%.

Технология размола ферромарганца на мельнице периодического действия типа ШМ-1П. До настоящего времени для размола ферромарганца используют установки периодического действия с последующим просевом на механических ситах.

В мельницу загружают 900 кг стальных шаров (625 кг диаметром 80—85 мм и 275 кг диаметром 60— 65 мм), 350 кг дробленого ферромарганца и 6% инертной добавки. Инертной добавкой может служить любой минерал в виде порошка. Для этой цели лучше использовать молотую слюду, если она входит в состав покрытия электрода изготовляемой марки. Время размола 20—25 мин. После отключения мельницы необходима выдержка 15—20 мин для оседания пыли, затем ферромарганец выгружают через решетку, которую устанавливают на разгрузочный люк для задержания шаров.

Просев размолотого ферромарганца производится через сетку № 04 (331 отв/см²) по ГОСТ 6613—53.

Оставшуюся на сетке крупную фракцию подвергают повторному размолу по следующей технологии: в мельницу загружают 350 кг ферромарганца, 3% инертной добавки, время размола 20—25 мин. После размола вторичную фракцию можно просеивать через сетку № 05 (198 отв/см²) по ГОСТ 6613—53. В контейнер готового ферромарганца мельник обязан положить ярлык с указанием даты размола и просева и своей фамилии.

Пассивирование ферросплавов

Свежеразмолотые порошки ферросплавов очень активно вступают в реакцию с щелочами жидкого стекла при изготовлений электродов, поэтому ферросплавы предварительно подвергают пассивированию.

Известны следующие методы пассивирования: 1) мокрая обработка водой или пассивирующими средствами; 2) путем прогрева; 3) путем «остаривания» (окисления с поверхности) на воздухе, с последующим внесением пассивирующих средств в жидкое стекло или в мокрый смеситель при изготовлении замеса.

В качестве пассивирующего средства применяют растворы марганцевокислого или хромовокислого калия.

При мокром пассивировании в противень с молотым ферросплавом наливают 2%-ный водный раствор марганцевокислого калия или 5%-ный раствор хромовокислого калия и периодически, при 24-ч выдержке, перелопачивают. Затем раствор сливают, ферросплав высушивают и просеивают через соответствующую сетку.

Пассивирование путем прогрева — просеянный ферросплав прогревают на механическом сушиле или противне при температуре 160°С в течение 30 мин при периодическом перелопачивании.

Остаривание — выдержку просеянного ферросплава па воздухе в течение 5—6 суток можно ускорить периодическим перелопачиванием.

Если применяют остарепный таким образом ферросплав, при изготовлении мокрого замеса достаточно залить в бегуны насыщенный раствор марганцевокислого калия (6,5%-ный водный раствор) из расчета ЗОО см³ раствора на 100 кг сухой шихты. Если применяют соль хромовокислого калия как пассивирующее средство, ее можно загружать непосредственно в автоклав при варке жидкого стекла. В автоклав загружают хромовокислый калин в пределах 0,1—0,5% от количества загружаемой силикатной глыбы, затем это жидкое стекло применяют при изготовлении мокрых замесов. При использовании остаренных на воздухе ферросплавов достаточно загружать в автоклав 0,1% хромовокислого калия.

С учетом требований эстетики производства, техники безопасности и трудоемкости, лучшим является третий метод пассивирования, по которому требуется лишь создать недельный запас просеянного ферросплава.

Размол рудо-минерального сырья

Размол руд и минералов производят на мельницах непрерывного действия с сепарацией, и пневмотранспортом, а также на мельницах с одновременным просевом на мельницах периодического действия.

При размоле на мельницах непрерывного действия с сепарацией и пневмотранспортом загрузку дробленого материала в мельницу отрабатывают так, чтобы за единицу времени масса загружаемого материала и масса размолотого годного порошка, уносимого пневмотранспортом, были равны и максимальны.

Материал по мере размола с помощью пневмотранспорта передается в сепаратор, где отделяется крупная фракция от годной, крупный порошок направляется по трубам в мельницу на домол, годная фракция по отдельным трубопроводам поступает в циклоны, где оседает и через «мигалки» передается в бункера дозировочного отделения. Пылевидная фракция воздухом уносится далее на фильтры, где задерживается, очищенный воздух выдается в атмосферу.

Пневмотранспорт создается мощными вентиляторами типа ВВД-8 и др.

Скорость воздуха отрабатывается в каждом отдельном случае экспериментально для каждого материала и зависит также от длины и диаметров трубопроводов пневмотранспорта, заданной величины фракции материала и производительности мельницы.

При загрузке мельницы следует учитывать, что оптимальная норма заполнения объема мельницы шарами составляет 30—40%.

Дозировка материалов и сухое смешивание

В цехах, построенных в последнее время, имеются автоматические линии дозировки материалов и сухого смешивания. Почти везде работают автоматические весы типа ДМС-1-,20 и ДП-20. Сбор взвешенных материалов осуществляется ленточным транспортером или вибротрубой.

Для смешивания шихты применяют барабанные смесители в виде усеченного конуса, валковые смесители или же смешивание производят при помощи сжатого воздуха.

Наиболее эффективным смесителем является барабан в виде усеченного конуса с лопастями на внутренней поверхности.

Весь процесс дозировки материалов и сухого смешивания при полной автоматизации производится нажатием одной кнопки.

Взвешенные материалы поступают в смеситель, где и течение 10—12 мин усредняются до полной однородности. Правильность работы весов и однородность смешивания контролируются систематически.

Хранят шихту по замесам в контейнерах с открывающимся конусным дном или в специальных бункерах, где замесы наслаиваются один на другой. При втором варианте хранения нарушается систематичность контроля качества шихты по замесам, теряется возможность изъятия бракованного замеса. Кроме того, при длительном хранении и ссыпании шихты может произойти расслаивание, отчего нарушается ее однородность. Поэтому хранение шихты по замесам в контейнерах следует считать более технологичным.

Рубка проволоки на стержни

Рубка проволоки на стержни производится на правильно-отрезных станках разных типов. Отличаются станки в основном конструкцией режущего устройства: летучие ножи (ножи укрепляются на вращающихся роликах) и гильотинный нож. Угол среза стержней получается лучше на станках с. гильотинным резом, но эти с ганки менее производительны и сложнее по конструкции.

Перед заправкой проволоки в правильно-отрезной станок рубщик обязан убедиться, что проволока проверена контролером ОТК. Правильная установка технологического инструмента в соответствии с диаметром проволоки и требуемый уход за станками дают возможность одному рубщику обслуживать одновременно три-четыре станка при работе с 1-т катушек.

Нарубленные стержни с помощью специального устройства перегружаются в контейнеры и транспортируются к прессам или с помощью транспортера переносится от станков непосредственно к прессам.

Технология изготовления мокрых замесов

Сухая шихта по замесам или определенная доза сухой шихты переносится в бегунковый смеситель, куда с помощью автоматического дозатора и другого устройства подается заданное количество жидкого стекла требуемой характеристики. Время перемешивания 10— 16 мин. Смесь должна быть однородной, без сухих комков.

Для удобства загрузки мокрого замеса в пресс и равномерной опрессовки изготавливают брикеты. Брикеты готовят непосредственно возле бегункового смесителя и готовые транспортируют к электродообмазочному агрегату, или готовый замес транспортируют к агрегату, где на прессе его брикетируют. Для загрузки мокрой шихты в брикетировочный пресс применяют специальный червячный питатель.

На 20-т прессах типа АОЭН-1 смесь подается в брикетировочное устройство с помощью стругача.

Прокалка электродов

Влажность покрытия электрода после опрессовки составляет 10—12%. Эта влага должна быть удалена при прокалке почти полностью, при этом электродное покрытие не должно трескаться, склеиваться и проми^ наться. Прокалка должна обеспечить влагостойкость покрытия.

В настоящее время существует целый ряд конструкций камерных и конвейерных печей для: прокалки электродов.

Влажность покрытия электрода после опрессовки свежеопрессованные электроды выдерживают на воздухе в течение 24 ч, при этом теряется около 50% влаги покрытия (так называемое естественное провяливание) затем электроды на рамках загружают в камерные печи для прокалки.

В высокопроизводительных современных цехах электродообмазочный агрегат находится в потоке с прокалочной печью. Свежеопрессованные электроды поступают непосредственно в прокалочную печь. Постепенно повышение температуры по зонам от 50°С до температуры прокалки обеспечивает требуемую технологию прокалки электродов. Заданная температура прокалки указывается в паспортах на электрод каждой марки и колеблется от 200 до 400°С. При этом электроды основного типа прокаливаются при более высокой темпера туре (360—400°С).

Влагостойкость покрытия обеспечивается применением высокомодульного жидкого стекла и соответствующим для каждой марки температурным режимом прокалки. Остаточная влажность прокаленных электродов с кислым покрытием не должна превышать 0,5%, а в электродах с основной обмазкой — ОД %.

Влагостойкость для всех электродов обязательна.

Сортировка, взвешивание и упаковка готовых электродов

При соблюдении технологического процесса по всем операциям и высокой культуры производства электроды но внешнему виду должны полностью удовлетворять требованиям ГОСТ 9466—60. Механические свойства и химический состав металла шва должны соответствовать ГОСТ 9467—60. Малейшее отклонение от технологии производства ухудшает качество электродов и их внешний вид. Поэтому технологический процесс должен строго подвергаться пооперационному контролю, а готовая продукция проверяться в соответствии с требованиями указанных ГОСТов.

Отсортированные по внешнему виду остывшие электроды взвешивают пачками по 5 кг, увязывают, заворачивают в водонепроницаемую бумагу (ГОСТ 8828—61) пли картонные пачки и укладывают в стопки. На каждую пачку наклеивают ярлык.

Ярлык должен содержать следующие сведения об электродах: 1) наименование организации поставщика) марку электродов, тип, номера ГОСТов, которым соответствуют электроды; 3) массу одной пачки; 4) диаметр, номер партии и дату изготовления; 5) рекомендуемые режимы сварочного тока; 6) механические свойства металла шва; 7) технологические параметры при гварке; 8) основные технологические свойства; 9) условное обозначение электродов по ГОСТ 9467—60.

На большинстве современных производств взвешивание механизировано, упаковка в бумагу или в пачки в ящики до сих пор производится вручную. Разработанные автоматы для сортировки, взвешивания и упаковки электродов имеют ряд недостатков.

Упакованную продукцию подвергают проверке. До полной проверки готовую продукцию потребителю не отгружают.

По ГОСТ 9467—60 .предусматривается следующее условное обозначение электродов: например, марка электродов МР-3, тин Э-46, диаметр 5,0 мм, покрыта рутилловое МР-3-Э46-5, ГОСТ 9467—60.

Технология производства электродов на каждом предприятии разрабатывается в соответствии с действующим оборудованием и другими специфическими условиями. Разработанная и утвержденная технология производства является законом для всех работающих.