Сухая шихта для изготовления электродной обмазки соста­вляется в соответствии с установленной рецептурой в табл. 12, 14 и 16. Ниже приводится состав шихты в весовых процентах для электродов со стабилизирующим покрытием (табл. 35).

Таблица 35 Состав шихты для электродов со стабилизирующим покрытием Вес (в °/п) ПО маркам электродов Наименование материалов мт ВИАМ-25 Мел..................................................................................... 70,0 16,0 Плавиковый шпат............................................................ 10,0 — Марганцевая руда............................................................. 20,0 8,0 Двуокись титана............................................................... — 46,0 Углекислый барий............................................................. * 30,0 Итого......... 100,0 100,0

Компоненты, загружаемые в смеситель в зависимости от веса партии сухой шихты, взвешиваются на весах в пропорциях, пред­усмотренных паспортом электрода.

При изготовлении электродов на электродообмазочных прессах количество отходов обмазочной массы доходит до 6—8% к общему количеству заготовляемой обмазочной массы.

Такие отходы обмазочной массы собирают, не допуская 96

загрязнения, и по мере накопления просушивают, измельчают в шаровых мельницах периодического действия и просеивают через сито 600 отв/см2,

В целях использования отходов сухой обмазочной массы в смесь компонентов добавляется просушенная, измельченная и просеянная

обмазка до 5% (по весу).

Не успевшую затвердеть обмазку используют сразу же при изготовлении очередной порции обмазки в месилках.

Допускаемое количество присадки сухих отходов в шихту для каждой марки электродов уточняется с таким расчетом, чтобы до­бавка не изменяла сварочно-технологических свойств электродов и прочностных характе­ристик металла сварного шва.

Сухие отходы обмазки отличаются по химиче­скому составу от состава смеси только наличием в них сухого остатка жидкого стекла.

Простейший смеситель для изготовления сухой смеси представляет собой цилиндрический барабан, эксцентрично насаженный на вал. Барабан приво­дится в движение индивидуальным мотором через редуктор или с помощью трансмиссии и ременных передач (фиг. 35).

Во избежание выделения пыли смесительный барабан заключен в металлический кожух с плотно пригнанной крышкой и с раз­грузочной дверкой, через которую проходит под барабан тележка. Высота смесительного барабана должна обеспечить возможность выгрузки готовой смеси в бункер кожуха. Внутри кожуха закре­плены направляющие для ссыпания смеси в тележку.

Загрузка смесителя производится через люк, расположенный в корпусе барабана, плотно закрывающийся после загрузки ком­понентов. Вместе с компонентами смеситель загружается сталь­ными шарами (10—12 шт. диаметром 60—80 мм), обеспечиваю­щими при вращении барабана в течение 30 мин. хорошее переме­шивание компонентов. Смеситель заполняется компонентами при­мерно на '/з объема барабана.

Скорость вращения барабана зависит от его диаметра и подби­рается по табл. 29.

Для разгрузки смесителя после окончания перемешивания на люк устанавливается вместо глухой крышки решетка с крупными отверстиями, через которые во время вращения барабана высы­пается смесь в тележку или в совок, находящиеся под барабаном,

Диаметр отверстий в решетке должен быть меньше диаметра шаров, чтобы они не выпадали из барабана при его вращении.

7 Крюковский 259," 97

Кроме описанного, применяются смесители других конструкций, например двухмоторный смеситель фирмы Кельберг.

Двухмоторный смеситель. Двухмоторный смеситель (фиг. 36) представляет собой цилиндрический барабан диаметром 750 мм и длиной 1000 мм, вращающийся на цилиндрических валиках, распо­ложенных внизу барабана на раме. Внутри барабана расположен вал, на котором закреплены две винтообразные лопасти. Вал и барабан вращаются независимо друг от друга.

Мощность моторов, приводящих во вращение через редукторы вал и барабан, равна 1,85 кет каждого.

1 — барабаи-смеситель; 2 — ролики; 3 — приводная шестерня; 4 — муфта; 5—редуктор; б— электро­мотор; 7 — загрузочный люк; 8 — тексропный привод; 9 — шнек; 10 — подшипники внутреннего вала; 11 — рабочий объем смесителя.

Вал с лопастями и барабан вращаются в разные стороны со скоростью 22 об/мин так, что суммарная скорость вращения шихты в смесителе удваивается.

Загрузка отдельных компонентов в смеситель производится через люк в корпусе барабана, плотно закрывающийся крышкой после загрузки компонентов.

Компоненты предварительно загружаются в ящик, устанавли­вающийся электротельфером на люк барабана, и из него перегру­жаются в барабан через открывающееся дно ящика.

Для разгрузки смесителя барабан устанавливается люком вниз и пускается в ход вал с лопастями до тех пор, пока вся шихта не высыпится из барабана через открытый люк. Для облегчения работы при выгрузке смеси из барабана смесителя он устанавли­вается на такой высоте, чтобы под барабан свободно подходил большой совок или тележка на колесах.

Любой смеситель должен обеспечивать однородность смеси, возможность быстрой и полной очистки смесителя от предыдущей

смеси, если каждый смеситель не закреплён за определенной мар­кой электродов.

Смеситель должен быть снабжен защищающими от выделения пыли кожухами, соединенными патрубками с вентиляционной отса­сывающей системой.

При наличии в сухой смеси порошков ферросилиция смеситель после отгрузки должен быть хорошо проветрен, так как в нем мо­гут находиться вместе с воздухом в опасных концентрациях ядови­тые газы (фосфористый и мышьяковистый водород).

После изготовления смесь просеивается на механическом сите с 100 отв/см2 и поступает в смесительное отделение для изготовле­ния обмазочной массы.

Для проверки однородности смеси контролер берет из 2—3 мест пробу в количестве 120—150 см3 каждая и путем определения объемного веса 100 см3 смеси разгруженной шихты проверяет количественную величину отклонения (разброса) веса.

В случае отклонения объемного веса проб, взятых из одной смеси, от установленных технологическим процессом пределов, смесь бракуют и ссыпают в смесительный барабан для вторичного перемешивания.

Кроме того, периодически выборочным путем производится кон­трольный химический анализ смеси на количественное содержание в ней ряда расчетных элементов, например марганца, кремния и т. д.

В массовом производстве электродов обычно сухие смеси изго­товляются заранее и хранятся в специальных емкостях или закры­тых бункерах.

При изготовлении сухих смесей типа У ОНИ или аустенитных марок они выдерживаются перед изготовлением обмазочных масс в течение 7—10 дней.

Пластические свойства обмазочной массы тогда заметно улучшаются: уменьшается ее склонность к затвердеванию в мо­мент опрессовки на электродообмазочных прессах высокого да­вления.

Если в шихте содержатся поташ или селитра, их вводят в обма­зочную массу в момент ее изготовления, причем поташ предвари­тельно растворяют в водном растворе жидкого стекла.

Готовая смесь должна храниться в зимнее время в отапливае­мом сухом помещении при температуре, близкой к температуре электродного цеха. При значительном колебании температуры смеси изменяется расход жидкого стекла, входящего в обмазочную массу, а следовательно пластические свойства обмазочной массы и усло­вия воздушной сушки.

Большое значение имеет соблюдение постоянства гранулометри­ческого состава смеси. Одинаковый гранулометрический состав смеси практически получить невозможно, однако, соблюдая режимы сушки компонентов, режимы крупного и среднего дробления, ре­жимы тонкого измельчения компонентов, можно получить грануло­метрический состав смеси с минимальными отклонениями. г*

Ниже приводятся гранулометрические составы сухих смесей для изготовления электродов марок ОММ-5, МЭЗ-04 и ЦМ7 разных партий изготовления (табл. 36).

Таблица 36

Марка электрода и № пробы	Содержание в смесях различных фракций (в весовых °/о)
+40	-40+70	-70+100	-100+140	—140+200	-200+270	—270
ЦМ7 (1)	0,15	7,52	9,52	9,70	17,70	25,40	30,01
ЦМ7 (2)	2,06	15,73	12,40	8,25	13,74	17,50	30,31
ОММ-5 (1)	2,15	14,48	20,45	14,56	17,14	12,95	18,27
ОММ-5 (2)	2,00	13,02	10,88	17,17	27,43	11,62	17,88
МЭЗ-04 (1)	5,18	22,78	6,99	9,93	13,01	13,59	27,80
МЭЗ-04 (2)	4,19	19,60	8,03	7,14	15,20	18,30	27,54

Из таблицы видно, что гранулометрический состав смесей одно­именных марок электродов может значительно колебаться.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБМАЗОЧНЫХ МАСС

Готовая обмазочная масса должна быть однородной по составу, без комков, без следов сухой непромешанной смеси или неразме - шанного жидкого стекла, без содержания посторонних включений.

При изготовлении электродов способом опрессовки обмазочная масса должна легко вытекать под давлением из обмазочного ци­линдра в обмазочную головку пресса и равномерно покрывать элек­тродные стержни.

При истечении обмазочной массы покрытие не должно иметь местных надрывов или утолщений. После выхода электрода из головки пресса высокого давления покрытие должно обладать до­статочно высокой механической прочностью во избежание его по­вреждений при последующей обработке. Обмазочная масса должна иметь достаточно высокую пластичность и возможно низкие значе­ния коэффициента вязкости для данного рецепта.

Достаточно простых и общедоступных способов контроля вяз­кости обмазочных масс пока еще нет, поэтому приходится руковод­ствоваться главным образом производственными пробами, пола­гаться на опыт составителей обмазочных масс.

Пластичность обмазочной массы при изготовлении электродов способом опрессовки можно проверять путем замера длины выда­вливаемой обмазочной массы через калиброванное отверстие спе­циального прибора.

Обмазочная масса, наносимая способом окунания, должна рав­номерно покрывать обмазкой электродный стержень, причем тол­щина электродного покрытия должна соответствовать паспортным данным для данной марки Электрода и диаметра стержня. Это обеспечивается подбором вязкости обмазочной массы путем пред­варительной контрольной обмазки нескольких стержней.

Обмазочная масса при нанесении ее методом окунания должна обладать необходимой смачиваемостью и не должна стекать с ме­таллического стержня.

Пластические свойства обмазочной массы в основном зависят от физических свойств составляющих ее материалов, наличия пла­стификаторов, количества и вида органических материалов, от влажности обмазки, гранулометрического состава смеси, из кото­

рой она изготовлена и, самое главное, от количества вводимого жидкого стекла (определенной плотности, вязкости и скорости вы­сыхания) . Таблица 37 Промышленная марка электродов Способ нанесения покрытия на стержень Количество жидкого стекла в % к смеси ОММ-5 Окунанием 30—35 ОММ-5 Опрессовкой 25 OMM-5U Опрессовкой 22-25 ЦМ7 Окунанием 25-30 ЦМ7 Опрессовкой 21,5 ЦМ7С и ЦМ7СМ Окунанием 25-30 1ІМ7С и ЦМ7СМ Опрессовкой 21,5 МЭЗ-04 Опрессовкой 22-25 ЦМ8 Окунанием 30-35 ЦМ8 Опрессовкой 25 ЦУ-1, ЦУ-1СХ, ЦУ-2СХ •Окунанием 35 ЦУ-1, ЦУ-1СХ, ЦУ-2СХ Опрессовкой 32 ЦЛ-18, ЦЛ-18-Мо, ЦЛ-19 Окунанием 30 ЦЛ-6 Опрессовкой 22-30 ЦУ-2М, ЦУ-2ХМ, ЦЛ-14, Окунанием 30 ЦУ-2МХ, ЦЛ-12, ЦЛ13 ЦЛ-17 Окунанием 30-32 ЦЛ-20 Окунанием 35 ЦЛ-20 Опрессовкой 32 ЦЛ-11, ЦЛ-8, ЦЛ-10, ЦЛ-9 Окунанием 30 УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 Окунанием — УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 Опрессовкой — ЦИ-ТМ, ЦИ-1У, ЦИ-1Л Окунанием 25 ЦИ-ТМ, ЦИ-1 У, ЦИ-1Л Опрессовкой 20 ЦН-2 Окунанием 30 ЦН-3 Окунанием 30 цн-з Опрессовкой 20 ОЗН-250, ОЗН-ЗОО, O3H-350, ОЗН-400 Окунанием 32-35 Т-540, Т-590, Т-620 Опрессовкой 22-25

Количество жидкого стекла вводится в сухую смесь в зависи­мости от способа нанесения покрытия на электродные стержни (табл. 37). Количество жидкого стекла в смеси в отдельных случаях может меняться в зависимости от дополнительных условий (напри­мер, температурных).

В свою очередь, плотность жидкого стекла, на котором замеши­вается смесь (шихта), также зависит от способов нанесения покры­тия на электродные стержни (табл. 38).

Ю1

Влияние, количества крахмала и декстрина на изменение коэф­фициента вязкости обмазочной массы электродов марки ОММ-5 можно видеть на фиг. 37.

Для каждой обмазочной массы существует критическая ско­рость, при повышении которой нарушается внутренняя структура

массы. Тогда упругость сдвига и коэффициент вязкости скачкооб­разно падают и необходимое давление для обеспечения вытекания обмазочной массы снижается (фиг. 38).

В обмазочных массах, содержащих малоуглеродистый и средне­углеродистый ферромарганец и ферросилиций с низкими пластиче-

Таблица 38 Промышленная марка электродов Способ нанесения покрытия Плотность рас­твора ЖИДКОГО стекла ОММ-5, МЭЗ-04, ЦМ7, УОНИ, ОМУ-1, ЦНИЛСС-Э42. У-340-55, У-340-65 Окунанием или на прессах низкого давле­ния 1,35-1,4 То же На прессах высокого давления 1,45-1,52 Аустенитные (для сварки леги- лированных сталей с особыми свойствами) Окунанием 1,40-1,42 То же На прессах высокого давления 1,52 ОМА-2 Окунанием 1,30-1,35 ОМА-2 Опрессовкой 1,40-1,45 Тонкопокрытые (стабилизирую­щее покрытие) 1,25-1,30

скими свойствами и без органических составляющих, обычно возни­кают химические реакции с выделением газов, что ведет к затвер­деванию массы и вспуханию электродного покрытия на стержне. При этом, как правило, температура обмазочной массы повышается и скорость реакции растет. Причиной этого явления можно считать повышенное трение между твердыми частицами обмазочной массы и быстрое растворение в щелочной среде окислов-пленок у ферро­силиция.

Как было указано выше, такие явления внутри обмазочной массы резко снижают ее пластические свойства, и обмазочная масса окаменевает. Это приводит к поломке отдельных деталей пресса и к его длительной остановке.

Наиболее трудными для опрессовки под высоким давлением являются обмазочные массы типа УОНИ, ЭНТУ-3, НИИ-48 и др., в которых содержатся ферросплавы и отсутствуют органические компоненты.

При изготовлении электродов этих марок на электродообмазоч­ных прессах высокого давления для сохранения пластичности массы и способности ее к равномерному истечению из сопла пресса реко­мендуется путем уменьшения скорости реакции между порошками ферросилиция и раствором жидкого стекла’ применять способ тор­можения процесса затвердевания массы. С целью уменьшения этой реакции стали применять менее активный ферросилиций (45%-ный) вместо ферросилиция, обладающего большой активностью в обма­зочных массах (75%-ный).

Чтобы предупредить быстрое затвердевание обмазочной массы, необходимо затормозить процесс прохождения реакции между фер­росилицием и щелочным раствором жидкого стекла. Это дости­гается уменьшением скорости диффузии в зависимости от вязкости жидкого стекла.

Скорость диффузии выражается формулой

RT

N бщг

где Т— абсолютная температура;

R — газовая постоянная;

У — 6,02-1023 (число Авогадро);

■/] — вязкость; г — радиус частиц.

Следовательно, при изготовлении обмазочных масс необходимо применять высокомодульные растворы жидкого стекла большой плотности и вязкости.

Для опрессовки электродов марки УОНИ на электродообмазоч­ных прессах под высоким давлением путем ряда производственных проб был установлен «потолок плотности» жидкого стекла, равный 1,56 [8]. Установлено опытным путем, что при использовании жидкого стекла удельного веса 1,52 + 0,02 с модулем 2,7—2,9 до­статочно ввести в шихту УОНИ-13 кальцинированную соду в коли­честве, связывающем 0,3 котичества воды, содержащейся в растворе жидкого стекла, чтобы получить эффект, эквивалентный повышению плотности жидкого стекла.

Обмазочная масса электродного покрытия типа УОНИ-13, со­держащая 1,6% воды и приготовленная на жидком стекле плотно­стью 1,52 (модуль 2,83), взятом в количестве 28% от веса сухой шихты, показывает высокую пластичность и равномерное истечение из сопла обмазочной головки электродообмазочного пресса при давлении 250 кг/см2.

Установлено также, что добавка соды в количестве до 3,5% шихты (по весу) не вызывает изменения технологических свойств электродов и может не засчитываться при изготовлении шихты.

Опытно-сварочный завод ЦНИИ МПС применяет в качестве пластификатора в обмазочной массе электродов второго типа при­садку в шихту до 5% дробленой силикат-глыбы и 0,5% кальцини­рованной соды.

Московский электродный завод применяет в качестве пластифи­катора в электродах первого типа каолин. Для замедления скоро­сти реакции между ферросплавами и жидким стеклом в последнее вводится присадка раствора перманганата калия из расчета 25 г перманганата калия на 0,5 л воды. Присадка добавляется к 8 л жидкого стекла плотностью 1,50—1,52 при модуле 2,7—2,9. Такое изменение рецептуры не влияет на технологические свойства элек­тродов этого типа и устраняет преждевременное затвердевание обмазочных масс, содержащих карбонаты.

Присадка перманганата калия повышает стабильность горения электродов первого типа при сварке.

Очень часто главной причиной массового появления трещин в электродных покрытиях является плохое перемешивание сухой смеси с жидким стеклом, в результате чего уменьшается проч­ность и пластичность электродного покрытия при подвяливании и сушке.

Кроме того, большое влияние на трещинообразование в элек­тродных покрытиях оказывает повышенная скорость высыхания обмазочной массы, что бывает при засорении раствора жидкого стекла осадками при его отстое.

Если по своим физическим свойствам растворы жидкого стекла дают быстро образующуюся пленку, для предупреждения от засы­хания обмазочных масс в жидкое стекло добавляют щелочи.

Для изготовления электродов способом окунания обмазочная масса приготовляется по следующей технологической схеме. В сме­ситель из мерного бачка наливается раствор жидкого стекла в ко­личестве, несколько меньшем, чем необходимо по расчету, затем засыпается сухая смесь и вся масса перемешивается в течение 10— 16 мин. до требуемой консистенции.

Обмазочная масса для нанесения покрытия способом окунания имеет консистенцию густой сметаны.

Толщина слоя покрытия, полнота перемешивания и вязкость обмазочной массы определяются путем пробного окунания элек­тродного прутка в обмазочную массу.

Готовая обмазочная масса в бачках или ведрах направляется к рабочему месту на участок изготовления электродов.

Для удаления комков обмазочную массу пропускают (проти­рают) через металлическую сетку с 64—100 отв/см2 или через вал­ковую краскотерку с гумирова иными валками. ,

Изготовление обмазочных масс для производства электро­дов способом окунания осуществляется на горизонтальных ме­силках типа месилок для изготовления оконной замазки или на вертикальных месилках с вертикально вращающимся валом.

Обмазочная масса для прессового нанесения покрытия изгото­вляется в двухвалковых мощных горизонтальных смесителях или в смесителях бегункового типа.

В бегунковых смесителях разгрузка массы после ее изготовле­ния производится при вращении бегунков через открывающееся отверстие в днище смесителя.

В горизонтальных валковых смесителях разгрузка готовой массы производится при вращении валков поворотом корыта смесителя на 90°.

При нанесении покрытия способом опрессовки под низким да­влением (до 90 ат) обмазочная масса должна иметь консистенцию оконной замазки, а при опрессовке под высоким давлением обма­зочная масса должна обжиматься в комке, не рассыпаясь и не прилипая к руке.

Если обмазочная масса после ее изготовления расходуется не сразу, ее необходимо прикрыть влажной мешковиной для предохра­нения от высыхания.

При повышенной температуре воздуха в цехе обмазочная масса должна охлаждаться до температуры 20°. Для этой цели доста­точно прикрыть ее влажной тряпкой или охладить в холодиль­нике.

В последнее время в связи с предварительным пассивированием ферросплавов и специальной обработкой жидкого стекла перед вве­дением его в обмазочную массу многие заводы, изготовляющие электроды, отказались от применения холодильников, сокращая время нахождения обмазочной массы в цехе перед ее закладкой в цилиндр обмазочного пресса.

Изготовление обмазочных масс требует соблюдения следующих технологических условий.

Сухую смесь перед смешиванием с жидким стеклом взвешивают, чтобы обеспечить постоянство рецептуры и обмазочных свойств массы. Взвешивают также раствор жидкого стекла, периодически проверяя его плотность. Вместо весовой дозировки часто применяют объемную протарированную тару для каждой марки электродов. В последнем случае не надо допускать уменьшения объема жид­кого стекла за счет налипания его на стенки сосуда.

Перед очередной загрузкой смесителя очищают внутреннюю поверхность чаши, бегунки, лопатки от старой смеси, не допу­ская остатков засохшей обмазочной массы.

Смесители для обмазочных масс всегда содержатся в чистоте и после работы промываются водой.

В обмазочную массу при ее изготовлении не должны попадать посторонние предметы, так как в процессе нанесения ее на элек­тродные стержни может произойти закупорка каналов, подводящих обмазку к стержню, и поломка узлов пресса из-за мгновенного уве­личения давления.

Были случаи, когда попавшая в обмазочную массу пуговица, закупорив канал подачи обмазочной массы, вызывала отрыв го­ловки пресса.

Смеситель должен закрываться крышкой, зонтом (опускаю­щимся на блоках) или закрепленным на нем защитным кожухом (бегунковые смесители). Зонт и кожух подключаются к отсасываю­щему воздуховоду вытяжной вентиляции для удаления пыли из рабочей зоны.

Продолжительность смешивания смеси с жидким стеклом должна быть выдержана строго по инструкциям, чтобы получить необходимую однородную массу, в противном случае, при длитель­ном времени перемешивания, произойдет ее перегрев.

Обмазочную массу после изготовления необходимо немедленно удалять из смесителя, чтобы не допустить ее засыхания.

Смешивающие валки горизонтальных смесителей и скребки бегунковых смесителей необходимо периодически подправлять, так как они быстро изнашиваются и увеличиваются зазоры между ра­бочей поверхностью смесителей и размешивающими валками или скребками.

Непромешанная обмазочная масса, попадая в пресс, забивает канаты внутри головки пресса.

Отдельные партии жидкого стекла имеют различную вязкость и различную скорость высыхания даже при одинаковом модуле и плотности.

Поэтому для каждой вновь поступающей партии жидкого стекла необходимо проверять вязкость раствора и перед передачей ее в цех изготовлять небольшой контрольный замес.

Испытание качества замеса производится на лабораторном прессе, и в результате устанавливается весовая дозировка раствора жидкого стекла и смеси для производственных партий.

Результаты контрольных замесов записываются в журнале по следующей форме:

Дата ------------------ —----------------------------------------------------------------

Марка электрода-----------------------------------------------------------------------

№ партии сухой шихты-смеси -------------------------------------------------------

№ партии жидкого стекла------------------------------------------------------------

Плотность жидкого стекла----------------------------------------------------------

Вес сухой смеси, введенный в контрольный замес-----------------------------

Вязкость жидкого стекла----------------------------- :------------------------------

Вес жидкого стекла, введенного в контрольный замес ——------------------

Скорость появления пленки на поверхности жидкого стекла ---------------

Результаты испытания и рекомендуемая дозировка --------------------------

На основании этих данных на каждую вновь поступившую партию жидкого стекла и для каждой марки сухой смеси соста­вляется технологическая карта.

В карте указываются весовые характеристики смеси и жидкого стекла поступивших партий, название и количество вводимых в но­вое стекло присадок для изменения его физических свойств.