Файл: Фрумин Е.И. Нагрев стали в синтетических шлаках.pdf

При этом вес застывшей снизу капли условно распределял­ ся равномерно на всю поверхность. Из рис. 64 видно, что фактический унос расплава со сферическими образцами не зависит от скорости — это объясняется низкими значениями скорости.

В табл. 17 приведены опытные данные по определению

[48]. Вязкость соли в 100 и более раз ниже вязкости шлака, тем не менее унос из соляной ванны только в = 2 раза мень­ ше, чем унос из шлаковой. Соль, плохо смачивающая сталь, видимо, механически задерживается на неровностях разъ­ еденной поверхности. Учитывая то, что вес упавших капель при извлечении образцов из расплава шлака большой, детали на подвесках следует встряхивать над зеркалом ван­ ны — это значительно уменьшает расход шлака.

Исследованиями летучести солей и смесей занимались Н. И. Масалов, В. Л. Бабошин, А. В. Смирнов [48]. Авторы пришли к выводу, что наибольшая летучесть имеет место сразу же после расплавления (в течение первого часа). Уменьшение летучести находится в тесной связи с измене­ нием состава после расплавления: обогащенная окислами

84

и утратившая остаточную влагу соль испаряется значитель­ но слабее.

Потери шлаков за счет улетучивания уменьшаются с повышением вязкости. Общая потеря в весе в результате

Потери в весе, приходящиеся на единицу площади поверх­ ности стекломассы, прямо пропорциональны корню квад­ ратному из времени,— это указывает на то, что скорость улетучивания компонентов стекломассы определяется диф­ фузией. Веществами, улетучивающимися из боратных сте­

85

ходном шлаке и давлением паров щелочных боратов. Бор­ ный ангидрид обладает меньшей склонностью к улету­ чиванию в виде самостоятельного соединения из щелочно-

Для сравнительной оценки улетучивания солей и шла­ ков навески шлака АН-ШТ2 по 50 г нагревали в платино-

86

Рис. 65. Зависимость относительных по­ терь веса при нагреве до температуры 850° С навески 50 г:

1 — эвтектика ВаС! г + NaCl; 2 — шлак А Н - Ш Т 2 .

Практика работы на шлаковой ванне показала, что рас­ ход шлаков примерно такой же, как и расход солей. Из данных, приведенных в табл. 18, видно, что унос шлака с изделиями в 1,3—1,4 раза выше, чем унос солей. Однако летучесть их на порядок меньше. Эти данные хорошо сов­ падают с опытньши.

О С О Б Е Н Н О С Т И П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О Г О П Р И М Е Н Е Н И Я Ш Л А К О В

Шлаки АН-ШТ1 и АН-ШТ2 отличаются ценными техноло­ гическими свойствами:

нагрев в шлаковой ванне позволяет исключить обез­ углероживание, получить светлую чистую поверхность и уменьшить рассеяние твердости закаленных деталей. В рас­ плавах шлаков АН-ШТ1 и АН-ШТ2 в рабочем интервале температур разъедание поверхности стальных изделий практически отсутствует, тогда как в расплавах солей поверхность металла заметно разрушается;

87

закалочные деформации при нагреве в расплавах шлака и соли практически одинаковые. Увеличение скорости охлаждения в интервале мартенситного превращения, про­ исходящее при закалке изделий, нагретых в расплаве

в шлаковой ванне, уменьшает вероятность образования микротрещин в местах концентрации напряжений;

унос шлаков с изделиями больше, чем унос солей, однако он может быть существенно уменьшен путем встряхивания. Летучесть шлаков на порядок ниже, чем летучесть солей, общий расход теплоносителей практически одинаков;

пленка шлака не мешает закалке,— об этом свидетель­ ствуют данные механических испытаний.

Применение шлаков для промышленного нагрева имеет ряд особенностей, которые'рассматриваются ниже.

Удаление о с т а т к о в шлака

Извлеченные из шлаковой ванны детали покрыты пленкой шлака, которая защищает поверхность стальных изделий от окисления кислородом воздуха. При погружении в воду или в"^іасло шлаковая пленка твердеет, разрушается и осыпа­ ется. Однако в пазах, резьбах, глухих отверстиях деталей происходит механическое заклинивание шлака. Остатки шлака затрудняют последующую механическую обработку, портят внешний вид изделий и потому их следует удалять.

Для удаления флюсов, применяемых для пайки и близ­ ких по своему составу к шлакам АН-ШТ1 и АЫ-ШТ2, при­ меняется водный раствор KHS04 , хотя он разрушает по­ верхность стали. Удаление остатков шлаков с поверхности закаленных деталей простой и сложной формы (наружных и внутренних колечек подшипников, валиков со сквозными

88

отверстиями,крышек, цапф, промежуточных и фланцевых на­ ружных колец с центровочными резьбовыми отверстиями и т. п.)возможно в кипящем водном растворе KF (10%)+NaHCO3 (5%) -Ь NaN02 (3%). Фтористый калий разрыхляет плот­ ную пленку шлака; нитрит натрия пассивирует поверхность стали, а углекислый газ, выделяющийся из бикарбоната натрия, способствует отделению пленки шлака и защищает поверхность металла от окисления. При вываривании в таком растворе остатки шлака удаляются, поверхность деталей не темнеет и не разъедается. Удаление остатков шлака происходит за 5—60 мин в зависимости от сложности деталей.

При ультразвуковой обработке деталей с применением олеино-калиевого мыла при температуре 40—50° С удале­ ние остатков шлака может быть достигнуто в течение 1— 15 мин. Однако из глухих, особенно из резьбовых отвер­ стий глубиной более одного диаметра, шлак удаляется не полностью даже при более длительном вываривании или обработке в ультразвуковой установке.

Для удаления остатков шлака с поверхности изделий сложной формы, с глубокими глухими резьбовыми отверсти­ ями можно рекомендовать комплексный способ, заключаю­ щийся в предварительном вываривании в водном растворе солей KF — NaHC03 — NaN03 в течение 5—40 мин (в зависимости от конфигурации) и последующей обработке в ультразвуковой установке типа, например, УЗУ-0,1 или УЗУ-0,25 с раствором олеино-калиевого мыла при темпера­ туре 40—50° С в течение 1—4 мин.

О б о р у д о в а н ие для нагрева в шлаках

Расплавы на основе борного ангидрида активно растворя­ ют огнеупоры, содержащие кремнезем, магнезит, глинозем. В связи с этим использование обычных соляных ванн, в которых рабочее пространство футеровано огнеупорным

89