Процесс приготовления обмазочной массы
Участок приготовления обмазочной массы по своему значению является одним из определяющих качество электродной продукции. Он должен иметь хорошее освещение, приточно-вытяжную вентиляцию, подведенную горячую и холодную воду. Чаша смесителя обмазочной массы должна быть закрыта и обеспечена вытяжной вентиляцией. Желательно вытяжку из смесителя производить через матерчатый, легко очищаемый, лучше самовстряхивакмцийся, фильтр. Это предохранит от уноса в процессе приготовления обмазочной массы большого количества пылевидных фракций, в первую очередь легких — органических пластификаторов, слюды и др.
Все скребки в чаше смесителя должны быть тщательно подогнаны и закреплены. Емкости для жидкого стекла, предназначенного для применения, следует термостатировать. В связи с большим влиянием температуры на вязкость жидкош стекла, его температуру желательно поддерживать в пределах 18-23 °С. Дозировку жидкого стекла в смесители следует производить дозаторами, обеспечивающими точность не ниже ±2-3% по объему.
Разгрузочный люк для обмазочной массы должен плотно закрывать днище смесителя, не оставляя щелей, через которые могла бы высыпаться сухая шихта или вытекать жидкое стекло.
Емкость для готовой обмазочной массы должна иметь форму, позволяющую легко очищать остатки массы от предыдущего замеса. Сухую перемешанную шихту подают в специальном контейнере (кюбеле) с откидным конусным дном, позволяющим легко высыпать шихту в смеситель через отверстие в кожухе. Возможны и другие конструкторские решения в зависимости от конкретных условий организации производства.
Приготовление обмазочной массы следует начинать с подготовки смесителя к работе. Смеситель и емкость для готовой обмазочной массы должны быть сухими и тщательно очищенными от остатков обмазочной массы предыдущего замеса.
Засыпанная в смеситель сухая шихта разравнивается за счет включения смесителя на 10-15 с. На сухую шихту выливают жидкое стекло в количестве 95-97% от его массы, предусмотренной - технической документацией. После этого производят перемешивание сухой вшхты с жидким стеклом. За 1 -3 мин до окончания смешивания (в зависимости от типа смесителя) вводят последнюю порцию жидкого стекла (3-5%). При жестко закрепленных параметрах технологического процесса возможно одномоментное введение всей порции жидкого стекла. Выливать жидкое стекло в смеситель небольшими порциями не следует. Это может привести к образованию твердых комочков из слипшейся густой обмазочной массы, смоченных по поверхности последними порциями жидкого стекла. Такая обмазочная масса, как правило, вытекает из головки пресса неравномерно, "способствуя эксцентричному расположению покрытия.
Все применяемые пластификаторы, за исключением поташа, вводят в сухую шихту при ее дозировке. Использующийся в качестве пластификатора полутораводный поташ (кальцинированный поташ непригоден) перед его применением растирают для избавления от комков и увлажняют. Для этого на 1 кг поташа добавляют 100 мл воды и перемешивают. Увлажненный и перемешанный поташ по возможности равномерно рассыпают по поверхности обмазочной массы, находящейся в смесителе, за 1-2 мин до окончания приготовления обмазочной массы.
Во всей технологии изготовления электродов операция приготовления обмазочной массы является одной из определяющих конечное качество продукции. Необходимым требованием к готовой
обмазочной массе является ее однородность по объему, так как только при этом можно обеспечить как гарантированную стабильность ее свойств при опрессовке, так и (что гораздо важнее) стабильность состава электродного покрытия, а также эксплуатационную надежность металла шва в сварных конструкциях. В наибольшей степени это справедливо для электродов специального назначения, состав покрытий которых разнообразнее по номенклатуре, концентрации и свойствам входящих компонентов. По изложенным причинам, помимо органолептического контроля, необходим достаточно оперативный контроль состава смеси.
К настоящему времени в электродном производстве положительно зарекомендовал себя как для указанных целей, так и при контроле составов наплавленного металла, электродных стержней, сырьевых материалов, рснтгепоспектральный флуоресцентный анализ (РСФА). Разработанное методическое и программное обеспечение рассчитано на использование стационарных рентгеновских многоканальных спектрометров (СРМ-20М, СРМ-25,
PW1400 «Филипс» и др.) в сочетании с персональным компьютером. Обслуживание таких систем требует достаточно высокой квалификации персонала. Помещения должны быть специально оборудованы. Проще при достаточных технических возможностях такого оборудования использование малогабаритной портативной переносной аппаратуры (Барс-3, Спектроскан, Спарк и др.), которая может быть установлена в цеховых помещениях [79).
Следует иметь в виду, что внедрение конкретной методики РСФА требует индивидуального решения вопросов оптимизации методики гомогенизации порошка (рис. 97), выбора и подготовки эталонных образцов, подбора расчетных формул, разработки программного обеспечения, метрологического обеспечения методики. Специфическое программное обеспечение, построенное по блочному принципу и разработанное в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины, базируется на способе, позволяющем минимизировать число потребных стандартных образцов.
В отличие от классических методов химического и спектрального анализа, метод позволяет проводить контроль на разных стадиях производства за промежуток времени, соизмеримый с временем технологического цикла изготовления электродов. Так, время, необходимое для контроля состава сухой смеси, обмазочной массы или готового покрытия (без учета времени на пробоподготовку), составляет не более 10 15 мин. Точность анализа можно оценить
по данным, приведенным в табл. 58, где дано сравнение результатов контроля шихты различного состава, приготовленной из эталонного сырья, с расчетными показателями [80, 81].
Размер частиц, мкм Рис. 97. Зависимость интенсивности аналитических линий элементов шихты электродов марки УОНИ-13/55 от времени измельчения (а) и размера частиц (б) |
Подготовку проб образцов сырьевых материалов, сухой шихты, обмазочной массы или покрытия готовых электродов проводят механическим измельчением на виброизмельчителе типа ИВ-Микро или на чашечном истирателе ИВ-1. Чаша истирателя, закрепленная на платформе, совершает круговые колебания в горизонталь-
Таблица 58. Сравнение РСФА элементов в шихте электродов (2) с расчетным составом (1) |
|||||
Контроли- |
Содержание, масс. %, для электродов марок |
||||
руемыи элемент |
ОМА-2 |
ОЗЛ-ПУ |
ЭА-400/10У |
МНЧ-2 |
ЭН-60М |
Кремний: |
|||||
1 |
3,25 |
0,22 |
2,85 |
2,8 |
4,95 |
2 |
3,20-3,21 |
0,21-0,22 |
2,25 2,26 |
2,7-2,8 |
5,04 |
Марганец: |
|||||
1 |
6,9 |
10 |
9,8 |
9 |
1,6 |
2 |
6,8-6,9 |
9,93-9,96 |
9,76-9,81 |
8,9-9,0 |
1,64 |
Т итан: |
|||||
1 |
13,8 |
15,3 |
2,94 |
Отсут |
2,95 |
2 |
13,7-13,8 |
15,3-15,4 |
2,95-2,99 |
ствует |
2,85 |
Ниобий: |
|||||
1 2 |
Отсут ствует |
1,78 1,78-1,81 |
Отсутствует |
||
Хром: |
|||||
1 |
Отсут |
5 |
4,9 |
Отсут |
6,2 |
2 |
ствует |
4,8-4,9 |
4,8 |
ствует |
6,19 |
Молибден: |
|||||
1 |
Отсут |
2,5 |
0,98 |
Отсут |
1,8 |
2 |
ствует |
2,3-2,5 |
0,95-0,96 |
ствует |
1,76 |
ной плоскости. При этом кольцо совершает обкатку по стенкам чаши, а ролик — по стенкам кольца. Время измельчения устанавливают таймером. Вместимость чаши при загрузке 20-50 см3. Размер измельчаемых частиц не более 3 мм. Скорость вращения чаши 1500 мин-1. Время технологического цикла 1-30 мин. Мощность электродвигателя 0,37 кВт, питающее напряжение 380 В. Габаритные размеры истирателя 400x350x400 мм, масса 54 кг.
Затем из подготовленных порошков на подложке прессуют круглые диски-излучатели, обычно диаметром 40 мм.
При контроле состава наплавленного металла используют ана - гичные металлические образцы. Опыт показывает, что при отра - танной технологии наплавки и изготовлении образцов обеспечи-
вается совпадение с данными анализа, получаемыми на наплавках, выполненных по ГОСТ 946(. 75.
В технической литературе описан также метод оперативного контроля химического состава шихты с помощью переносной портативной (масса 5 кг) радиоизотопной аппаратуры, который позволяет выполнять экспресс-анализ в условиях цеха |82]. Он основан на облучении контролируемой смеси гамма-квантами радионуклида с последующей регистрацией характеристического излучения элементов. В датчиках двухканального гамма-спектрометра, имеющего автономное питание 12 В регистрирующей аппаратуры, радионуклиды экранизированы свинцовым покрытием толщиной 3 мм, поглощающим гамма-кванты до допустимого уровня. К недостаткам такого метода относится его неприменимость для контроля содержания легких элементов, в т. ч. Al, Si, Са и т. п.
Технологическую готовность обмазочной массы определяют органолептически: она должна комковаться в руке при сильном сжатии. При ее сдвигании между большим и указательным пальцами должно наблюдаться течение массы. Готовую обмазочную массу высыпают в соответствующую емкость и направляют на последующие операции: изготовление брикетов или при наличии безбрикет - ных прессов — непосредственно на опрессовку. При длительном хранении брикеты и обмазочная масса подсыхают и теряют пластические свойства. Особенно заметно это проявляется на обмазочных массах основных покрытий. Поэтому желательно промежуточное хранение готовой обмазочной массы во влажной среде.
Отработанная и стабильная технология подготовки компонентов сухой шихты, применение одних и тех же пластификаторов, а также стабильное качество растворов жидкого стекла, стандартная его дозировка и закрепленная технология приготовления обмазочной массы обеспечивают одинаковые ее рабочие характеристики. Однако изменение какого-либо параметра технологии изготовления электродов может повлечь за собой изменение и свойств обмазочной массы.
Существуют лабораторные методы определения пригодности обмазочной массы для изготовления электродов в непрерывном процессе. Однако на это требуется сравнительно большое время. Поэтому составитель обмазки, занятый приготовлением обмазочной массы, должен приобрести навык в определении пригодности обмазочной массы. От его квалификации во многом зависит конечное качество изготовленных электродов.