DE2050511B2

DE2050511B2 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF WELDING AUXILIARIES

Info

Publication number: DE2050511B2
Application number: DE19702050511
Authority: DE
Inventors: Hans J. Dipl.-Ing. 8044 Lohhof Finkenauer
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1970-10-14
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1972-05-25
Also published as: ZA716842B; ES395992A1; IT939054B; BE773016A; FR2111396A5; SE369386B; CH552437A; DE2050511A1; GB1360267A; NL7113851A

Description

6. Verwendung von nach dem Verfahren nach außergewöhnlich gute Homogenität aufweisen. Das einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Rohlin- gewünschte Endprodukt kann aus diesen Rohlingen gen als Schweißunterlagen, welchen durch Ein- leicht durch Zerkleinern, beispielsweise für Schweißgießen der fertigen Mischung in eine Gießform die 40 pulvei, Elektrodenumhüllungen oder Füllungen für gewünschte Form gegeben worden ist. Röhrchendrähte, oder dadurch, daß diesen Rohlingen6. Use of the method according to have exceptionally good homogeneity. That one of claims 1 to 4 produced blanks- desired end product can from these blanks genes as welding pads, which can be easily obtained by crushing, for example for welding casting the finished mixture in a casting mold for the 40 powder, electrode covers or fillings desired shape has been given. Tubular wires, or by having these blanks

bereits eine bestimmte geometrische Form gegeben wird, beispielsweise für Schweißunterlagen, leicht hcr-a certain geometric shape is already given, for example for welding pads, can be easily

gestellt werden. Durch die große Härte der Rohlingebe asked. Due to the great hardness of the blanks

45 bzw. dt:r gegebenenfalls aus diesen gewonnenen Körner ist ein Abrieb so gut wie ausgeschlossen. Die Abriehf"stigkcit entspricht mindestens derjenigen von cr-45 or dt: r if necessary grains obtained from these abrasion is as good as impossible. The Abriehf "stigkcit corresponds at least to that of cr-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung schmolzenen Schweißpulvern.The invention relates to a method for producing molten welding powders.

Von im wesentlichen mineralischen Schweißhilfsstoffen, Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß die V.ie Schweißpulver für die Untcrpulverschweißung 5° nach dein erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten oder Schweißunterlagen, in Form von Rohlingen aus Schweißhilfsstoffe auch bezüglich ihrer chemischen RohstolTmischiingcn unter Verwendung von für die Eigenschaften Vorteile gegenüber den bisher bekannten Herstellung von Schweißhilfsstoffen bekannten Roh- agglomerierten llilfsstoffcn besitzen. Als Rohstoffe «offen, wobei die Rohstoffe unter Wasserzugabe gc- für die Herstellung von Schweißhilfsstoffen wurden bis-Biiseht und die fertigen Endprodukte durch Lagerung 55 her vor allem Naturstoffe, wie Kalkspat. Aragonit. ausgehärtet werden. Dolomit, Magnesit, Quarzsand, Wollastonit, Ton, Es ist bekannt, daß die durch Schmelzen einer Roh- Schamotte, Bauxit, Braunstein, Rutil und Flußspat, Stoffmischung und anschließendem Zerkleinern der sowie als Bindemittel Wasserglas und Kunstharze Schmelze hergestellten Schweißhüfsstoffe, insbesondere verwendet, so daß im fertigen Endprodukt im wesent-Schwcißpulver, vor allem wegen ihres großen Schutt- 60 liehen die Komponenten CaO, MgO, SiO₂. AI₂O₃, gewichts und ihrer aufwendigen Herstellung für viele MnO, TiO₂ und CaF₂ vorliegen. Die Verwendung dieser Anwendungsfälle sowohl in technischer und mctallur- Naturstoffe hat außer ihrer aufwendigen Gewinnung gischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht nicht be- und Aufbereitung den Nachteil, daß in die Rohstofffriedigen. Aus diesem Grunde werden in immer größe- mischung außer den gewünschten Metallonyden Vcrrem Umfange sogenannte agglomerierte Schweißhilfs- 65 unreinigungen und zusätzliche unerwünschte Kompostoffe benutzt, die aus ihrv'r Rohstoffmischung in nenten, vor allem ein stark störender Kohlcnsäureaneincr geeigneten Granufiervorriclitung durch konti· teil, gelangen, die bei der weiteren Verarbeitung nicht nuicrliclu's Aufagglomerieren bis zur gewünschten vollständig entfernt werden können. Dies hat zur Folge,Of essentially mineral welding auxiliaries, it has surprisingly been shown that the V.ie welding powder for sub-powder welding 5 ° according to the method according to the invention or welding pads, in the form of blanks made of welding auxiliaries, also with regard to their chemical raw material mixtures using advantages for the properties have the previously known production of welding auxiliaries known crude agglomerated auxiliary materials. As raw materials "open, the raw materials with the addition of water for the production of welding auxiliaries were bis-Biiseht and the finished end products were mainly natural materials such as calcite due to storage. Aragonite. to be cured. Dolomite, magnesite, quartz sand, wollastonite, clay, It is known that the welding additives produced by melting a raw chamotte, bauxite, manganese dioxide, rutile and fluorspar, mixture of substances and subsequent comminution of the melt as well as waterglass and synthetic resin as a binding agent are used, in particular, so that in the finished end product in the substantial powder, mainly because of its large debris, the components CaO, MgO, SiO ₂ borrowed. Al ₂ O ₃ , weight and their complex production for many MnO, TiO ₂ and CaF ₂ are available. The use of these applications both in technical and mctallur natural materials has, in addition to their laborious extraction gical and in economic terms, not processing and processing the disadvantage that in the raw material satisfactory. For this reason, in addition to the desired metallic amounts, so-called agglomerated auxiliary welding impurities and additional undesirable compost materials are always used, which consist of a highly disturbing carbonic acid and a suitable granulating device from their mixture of raw materials which can be completely removed during further processing not nuicrliclu's agglomeration until the desired. As a consequence,

daß im Endprodukt nicht alle gewünschten Metalloxyde in reiner Form vorliegen, sondern die fertigen Schweißhilfsstoffe noch mehr oder weniger große Anteile an unerwünschten Komponenten, vor allem Kohlensäure, enthalten. Das Schweißen unter Anwendung von Schweißhilfsstoffen, die noch Kohlensäure enthalten, führt jedoch, unter anderem durch die entstehende poröse Schlacke, zu Fehlern in den Nahtoberflächen und Nahtübergängen.that not all of the desired metal oxides are present in pure form in the end product, but rather the finished ones Welding auxiliaries still more or less large proportions of undesirable components, especially carbon dioxide, contain. Welding using welding aids that still contain carbonic acid however, leads to defects in the seam surfaces, among other things due to the porous slag that is formed and seam transitions.

Durch das erfindungsgemäße Herstellverfahren gelingt es, diejenigen Metalloxyde, die bereits kohlensäurefrei in den Zementen oder Zementvorprodukten vorliegen, durch deren Einsatz in einer für Schweißzwecke optimalen Form in die Hilfsstoffe einzubringen. Fis handelt sich hierbei vor allem um die Metalloxyde CaO, SiO₂ und Al₂O₃, deren Mengenverhältnis zudem durch die W".hl der Zementsorte im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften der Schweißhilfsstoffe beeinflußt werden kann. Soll beispielsweise ein basischer Schweißhilfsstoff mit großem CaO-Anteil hergestellt werden, so kann Portlandzement eingesetzt werden, der einen CaO-Anteil von 58 bis 66 Gewichtsprozent besitzt. Für Schweißhilfsstoffe mit guter Schlackenlöslichkeit eignen sich dagegen Tonerdezemente, die einen AI₂O₃-AiItCiI bis zu 65 Gewichtsprozent aufweisen können. Selbstverständlich können auch Mischungen aus verschiedenen Zementsorten Tür die Rohstoffmischung verwendet werden.The production process according to the invention makes it possible to incorporate those metal oxides which are already carbonic acid-free in the cements or cement precursors into the auxiliaries by using them in a form that is optimal for welding purposes. Fis is mainly about the metal oxides CaO, SiO ₂ and Al ₂ O ₃ , the proportion of which can also be influenced by the choice of cement with regard to the desired properties of the welding auxiliaries. For example, a basic welding aid with large CaO Portland cement, which has a CaO content of 58 to 66 percent by weight, can be used. For welding auxiliaries with good slag solubility, however, high-alumina cements _{are suitable, which can have an Al 2} O _{3 -AlItCiI of up to 65 percent by weight} Mixtures of different types of cement can also be used to door the raw material mix.

Der Anteil der Zemente o-'ir Zementvorprodukte, beispielsweise Zementklinker, an der Gesamtmenge der Rohstoffe reicht von 5 bis 90 Gewichtsprozent, doch ist ein Bereich von 35 bis 65 Gewichtsprozent besondersgünstig, da| einerseits bei zu niedrigen Anteilen die auf den chemischen Eigenschaften beruhenden Vorteile nicht mehr voll zur Geltung kommen und andererseits bei zu hohen Anteilen die Variationsmöglichkeiten durch Zumischen weiterer Rohstoffe eingeengt sind.The proportion of cement o-'ir cement precursors, for example cement clinker, in the total amount of Raw materials range from 5 to 90 percent by weight, but a range of 35 to 65 percent by weight is particularly favorable, there | on the one hand, if the proportions are too low, the advantages based on the chemical properties no longer come into their own and, on the other hand, if the proportions are too high, the possible variations are restricted by adding other raw materials.

Die ausgehärteten Rohlinge können bezüglich ihrer Härte und ihrer chemischen Eigenschaften noch verbessert werden, wenn sie bei einer Temperatur von 400 bis 1000" C geglüht werden. Hierbei werden die Rohlinge so lange geglüht, bis das Kristallwasser vollständig ausgetrieben ist. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß sich die Entfernung des Kristallwasscrs bei den erfindungsgemäß hergestellten Rohlingen schnell und vollständig schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, die im einzelnen von der eingesetzten Zementsorte abhängen, erreichen läßt, was bei den bisher verwendeten Naturstoffen keineswegs gewährleistet ist.The hardened blanks can be improved with regard to their hardness and their chemical properties when they are annealed at a temperature of 400 to 1000 "C. Here, the The blanks are annealed until the water of crystallization is completely expelled. Surprisingly, it did it has been shown that the removal of the water of crystallization in the case of the blanks produced according to the invention quickly and completely even at relatively low Temperatures, which depend in detail on the type of cement used, can be achieved what at the natural substances used so far is in no way guaranteed.

Jc nach der im Einzelfall vorliegenden chemischen Zusammensetzung der Rohlinge kann es vorteilhaft sein, die Glühung in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise in einem Edelgas-Wasserstoff-Gemisch oder in Koksofengas oder in Wassergas, oder in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise in Argon oder Stickstoff oder Mischungen von Edelgasen unter sich oder mit Stickstoff, durchzuführen. Die Glühung; kann sowohl vor dem Aushärten a!s auch nach dem Aushärten der Rohlinge erfolgen. Besonders günstig hinsichtlich des Zeitaufwandes ist es, wenn Glühung und Aushärtung in einem einzigen Verfahrensschritt:Depending on the chemical composition of the blanks present in the individual case, it can be advantageous be, the glow in a reducing atmosphere, for example in a noble gas-hydrogen mixture or in coke oven gas or in water gas, or in an inert atmosphere, for example in argon or nitrogen or mixtures of noble gases yourself or with nitrogen. The glow; can be used both before curing a! s as well as after The blanks are hardened. It is particularly advantageous in terms of the time required if annealing and curing in a single process step:

ίο durchgeführt werden. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die erfindungsgemäß durch Zugabe von Zementen oder Zementvorprodukten hergestellten Rohlinge durch die Glühung nochmals verfestigt werden, während bekanntlich reiner ausgehärteter Zement durch Glühen zum Zerfallen neigt. Die Ursache hierfür dürfte bei während des Glühens sich bildenden niedrigschmelzenden Verbindungen zwischen den Zementbestandteilen und den anderen Rohstoffen zu suchen sein, welche die nach dem Glühen vorliegenden Rohlinge fest zusammenhalten.ίο be carried out. It turned out surprisingly shown that the inventively produced by the addition of cements or cement precursors Blanks are solidified again by the annealing, while, as is known, pure hardened cement tends to disintegrate due to glow. The reason for this is likely to occur during glowing low-melting connections between the cement components and the other raw materials to be sought, which hold the blanks present after the annealing tightly together.

Wenn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Schweißpulver für das Unterpulverschweißen hergestellt werden soll, werden die Rohlinge in einfacher Weise bis zu eir.er maximalen Korngröße von 2,5 mm zerkleinert. Das Zerkleinern kann vor oder nach dem Glühen durchgeführt werden.If welding powder for submerged arc welding is produced by the method according to the invention is to be, the blanks are easily up to a maximum grain size of 2.5 mm crushed. The crushing can be carried out before or after the annealing.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn Schweißunterlagen auf mineralischer Basis hergestellt werden sollen. In solchen Fällen kann bereits den Rohlingen durch Eingießen der fertigen Mischung in eine beispielsweise quaderförmige Gießform die gewünschte geometrische Form gegeben werden. The method according to the invention is particularly advantageous when welding pads on mineral Base should be established. In such cases, the blanks can already be finished by pouring them in Mixture can be given the desired geometric shape in a, for example, rectangular casting mold.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Her-Stellverfahrens können die verschiedenartigsten Geräte eingesetzt werden, die für die durchzuführenden Verfahrensschritte Mischen, Glühen, Brechen und Sieben geeignet sind. Als vorteilhaft für die Herstellung von Schweißpulver für die Unterpulverschweißung hat sich beispielsweise der Einsatz eines Gegenstrommischers zur Gewinnung der Ausgangsmischung erwiesen, in dem die teigigen Rohlinge entstehen. Die Rohlinge gelangen dann in eine Blechwanne zur Aushärtung, von wo sie einem elektrisch oder gasbeheizten Kammerofen zugeführt werden. Die nach der Glühung vorliegenden Rohlinge werden in einer Brechcreinheit, die aus einem Backenbrecher mit nachgeschaltetem Walzenbrecher besteht, auf die gewünschte Körnung zerkleinert und darauf auf einem Rüttelsieb abgesiebt.When carrying out the manufacturing process according to the invention, the most varied of devices are used for the process steps to be carried out mixing, annealing, breaking and Seven are suitable. As advantageous for the production of welding powder for submerged arc welding For example, the use of a countercurrent mixer has proven to be used to obtain the initial mixture, in which the doughy blanks are created. The blanks are then placed in a sheet metal tub for curing, from where they are fed to an electrically or gas-heated chamber furnace. The one after annealing present blanks are in a crushing unit, which consists of a jaw crusher with a downstream Roll crusher consists, crushed to the desired grain size and then sieved on a vibrating sieve.

Für die Glühung sind auch Durchlauföfen. Rostöfen oder Drehrohröfen geeignet. Der Verfahrensgang kann dabei so geführt werden, daß die Teilprozesse Aushärten und Glühen gleichzeitig erfolgen.Continuous furnaces are also used for annealing. Grate ovens or rotary kilns are suitable. The procedure can be carried out in such a way that the sub-processes harden and annealing take place at the same time.

Claims

ι 2 grain size with the addition of a liquid. The finished grain size of the agglomerated welding consumables is usually subjected to an annealing

1. Process for the production of essentially pulled, in which water is expelled and the mineral welding auxiliaries, such as welding- 5 individual grains receive a certain strength, powder for submerged arc welding or welding. However, it has been shown that the ultimate strength of the documents, in the form of blanks made from raw material grains of agglomerated welding auxiliaries in the Mixtures using for the general not the requirements for the abrasion position The raw strength of such powders, known from welding auxiliaries, is sufficient and due to the material. with the addition of water, the raw materials subsequently have a relatively large abrasion again mixed and the finished end products occur due to a certain degree of segregation. In addition, the cured, agglomerated auxiliaries characterized by this often denote an inhomogeneity, that the raw materials cement and / plus the chemical composition determined or cement precursors in one on which their cause in the different the entire raw material quantity has a proportion of 5 to 15 granulation ability of the raw materials used. 90 percent by weight, preferably from 35 to 65. Finally, the yield is also in the desired range Percentage by weight, mixed in and which, according to the grain size range, do not mix sufficiently with these auxiliaries existing pasty masses sufficient to ensure the economic viability of this production to be poured into molds from which to ensure procedural.

the blanks are removed after hardening 20 The invention is based on the object of providing a

the. drive for the production of essentially mineral

2. The method according to claim 1, characterized by the characteristic metallurgical properties of the fact that the blanks before, during or after stocks essentially correspond to those of agglomerating hardening at a temperature of 400 to th welding auxiliaries to develop, 1000 ⁰ C to for the complete expulsion of the 25 which are annealed to high-quality end products under host crystal water. economically favorable conditions.

3. The method according to claim 2, characterized in that this object is achieved in that the raw identifier, that the blanks in a reducing substance cements and / or cement precursors in one glow in the atmosphere. Proportion related to the total amount of raw material

4. The method according to claim 2, characterized marked 30 5 to 90 percent by weight, preferably from 35 to draws that the blanks in an inert atmosphere 65 percent by weight, mixed and the after sphere to be annealed. Mix present doughy masses in molds

5. The method according to any one of claims 1 to 4, are cast, from which the blanks after the out thereby characterized in that the blanks are removed on a hardening.

Grain size of a maximum of 2.5 mm is comminuted. The method according to the invention leads to a

the. Welding additive in the form of blanks, the one