Aufbereitungstechnische Untersuchungen an Flussspat-Proben mit Fokus auf die Schweißelektrodenfertigung

Katja Wisiak

Aufbereitungstechnische Untersuchungen an Flussspat-Proben mit Fokus auf die Schweißelektrodenfertigung

Translated title of the contribution: Processing tests on fluorspar samples with a focus on welding electrode production

Katja Wisiak

Chair of Mineral Processing (180)

Research output: Thesis › Master's Thesis

Abstract

The industrial mineral “fluorspar” is a key raw material in the production of welding consumables, whose quality significantly affects process stability and product properties. The aim of this work was to analyse fluorspar samples from various deposits and assess their suitability for welding consumable production.
From the originally examined 12 fluorspar samples, the three most promising ones (hereafter referred to as F1, F4, and F11) were selected and subjected to a comprehensive analysis. This included optical, chemical, and physical examinations as well as further tests in the production of stick electrodes and welding tests.
The results demonstrated that the grain size distribution has a significant impact on the required pressing pressure: While fine-grained fluorspar samples like F1 required higher pressing pressures than coarse-grained fluorspar samples like F4.
The welding tests confirmed F4 as the most promising material with optimal coating adhesion, stable arc guidance, and excellent slag removal. F11 showed potential for niche applications where a low content of process-damaging elements is required, but it needs optimizations.
The SEM and EDX analyses identified specific "fingerprints" that can serve as a reliable tool for quality assurance.
This work lays the foundation for quality requirements for flux and optimizations in welding filler production.

Translated title of the contribution	Processing tests on fluorspar samples with a focus on welding electrode production
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Flachberger, Helmut, Supervisor (internal)
Award date	11 Apr 2025
Publication status	Published - 2025

Bibliographical note

embargoed until 24-02-2030

Keywords

Mineral processing
Fluorspar
Raw material characterization
Welding consumables
Electrode manufacturing

Cite this

@mastersthesis{6137949da0c34eea9b431fbafa4bde05,

title = "Aufbereitungstechnische Untersuchungen an Flussspat-Proben mit Fokus auf die Schwei{\ss}elektrodenfertigung",

abstract = "Das Industriemineral „Flussspat“ ist ein zentraler Rohstoff f{\"u}r die Schwei{\ss}zusatzherstellung, dessen Qualit{\"a}t die Prozessstabilit{\"a}t und Produkteigenschaften entscheidend beeinflusst. Ziel dieser Arbeit war die Analyse von Flussspat-Proben aus verschiedenen Lagerst{\"a}tten, um deren Eignung f{\"u}r die Produktion von Schwei{\ss}zus{\"a}tzen zu bewerten.Aus zw{\"o}lf untersuchten Flussspat-Proben wurden drei besonders vielversprechende (nachfolgend mit F1, F4 und F11 bezeichnet) ausgew{\"a}hlt und umfassend untersucht. Die Analysen umfassten optische, chemische und physikalische Untersuchungen sowie weiterf{\"u}hrende Anwendungstests wie etwa Pressversuche in der Stabelektrodenfertigung sowie schwei{\ss}technische Versuche.Die Dispersit{\"a}t erwies sich dabei als wesentlicher Einflussfaktor auf den Pressdruck, der ein zentraler Parameter in der Stabelektrodenfertigung ist. Feink{\"o}rnige Flussspat-Proben wie F1 erforderten erh{\"o}hte Pressdr{\"u}cke als grobk{\"o}rnige Flussspat-Proben wie F4.Die schwei{\ss}technischen Versuche best{\"a}tigten F4 als die vielversprechendste Flussspat-Probe. Sie {\"u}berzeugte durch optimale Umh{\"u}llungshaftung, eine stabile Lichtbogenf{\"u}hrung und einen exzellenten Schlackenabgang. F11 zeigte ebenfalls Potenzial, insbesondere f{\"u}r Anwendungen, bei denen ein geringer Anteil prozesskritischer Elemente erforderlich ist. Allerdings sind hier weitere Optimierungen notwendig.Erg{\"a}nzend wurden REM- und EDX-Analysen durchgef{\"u}hrt, um die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Flussspat-Proben pr{\"a}zise zu bestimmen. Diese Analysen lieferten spezifische „Fingerabdr{\"u}cke“, die k{\"u}nftig als zuverl{\"a}ssiges Instrument f{\"u}r die Qualit{\"a}tssicherung dienen k{\"o}nnen.Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden eine wichtige Grundlage f{\"u}r die Definition von Qualit{\"a}tsanforderungen an Flussspat-Rohstoffe unterschiedlicher Destinationen und f{\"u}r die Optimierung von Prozessen in der Stabelektrodenfertigung. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zur Entscheidungsfindung in der weiteren Forschung und industriellen Anwendung.",

keywords = "Rohgutcharakterisierung, Aufbereitung, Flussspat, Schwei{\ss}zus{\"a}tze, Elektrodenfertigung, Mineral processing, Fluorspar, Raw material characterization, Welding consumables, Electrode manufacturing",

author = "Katja Wisiak",

note = "gesperrt bis 24-02-2030",

year = "2025",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Aufbereitungstechnische Untersuchungen an Flussspat-Proben mit Fokus auf die Schweißelektrodenfertigung

AU - Wisiak, Katja

N1 - gesperrt bis 24-02-2030

PY - 2025

Y1 - 2025

N2 - Das Industriemineral „Flussspat“ ist ein zentraler Rohstoff für die Schweißzusatzherstellung, dessen Qualität die Prozessstabilität und Produkteigenschaften entscheidend beeinflusst. Ziel dieser Arbeit war die Analyse von Flussspat-Proben aus verschiedenen Lagerstätten, um deren Eignung für die Produktion von Schweißzusätzen zu bewerten.Aus zwölf untersuchten Flussspat-Proben wurden drei besonders vielversprechende (nachfolgend mit F1, F4 und F11 bezeichnet) ausgewählt und umfassend untersucht. Die Analysen umfassten optische, chemische und physikalische Untersuchungen sowie weiterführende Anwendungstests wie etwa Pressversuche in der Stabelektrodenfertigung sowie schweißtechnische Versuche.Die Dispersität erwies sich dabei als wesentlicher Einflussfaktor auf den Pressdruck, der ein zentraler Parameter in der Stabelektrodenfertigung ist. Feinkörnige Flussspat-Proben wie F1 erforderten erhöhte Pressdrücke als grobkörnige Flussspat-Proben wie F4.Die schweißtechnischen Versuche bestätigten F4 als die vielversprechendste Flussspat-Probe. Sie überzeugte durch optimale Umhüllungshaftung, eine stabile Lichtbogenführung und einen exzellenten Schlackenabgang. F11 zeigte ebenfalls Potenzial, insbesondere für Anwendungen, bei denen ein geringer Anteil prozesskritischer Elemente erforderlich ist. Allerdings sind hier weitere Optimierungen notwendig.Ergänzend wurden REM- und EDX-Analysen durchgeführt, um die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Flussspat-Proben präzise zu bestimmen. Diese Analysen lieferten spezifische „Fingerabdrücke“, die künftig als zuverlässiges Instrument für die Qualitätssicherung dienen können.Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden eine wichtige Grundlage für die Definition von Qualitätsanforderungen an Flussspat-Rohstoffe unterschiedlicher Destinationen und für die Optimierung von Prozessen in der Stabelektrodenfertigung. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zur Entscheidungsfindung in der weiteren Forschung und industriellen Anwendung.

AB - Das Industriemineral „Flussspat“ ist ein zentraler Rohstoff für die Schweißzusatzherstellung, dessen Qualität die Prozessstabilität und Produkteigenschaften entscheidend beeinflusst. Ziel dieser Arbeit war die Analyse von Flussspat-Proben aus verschiedenen Lagerstätten, um deren Eignung für die Produktion von Schweißzusätzen zu bewerten.Aus zwölf untersuchten Flussspat-Proben wurden drei besonders vielversprechende (nachfolgend mit F1, F4 und F11 bezeichnet) ausgewählt und umfassend untersucht. Die Analysen umfassten optische, chemische und physikalische Untersuchungen sowie weiterführende Anwendungstests wie etwa Pressversuche in der Stabelektrodenfertigung sowie schweißtechnische Versuche.Die Dispersität erwies sich dabei als wesentlicher Einflussfaktor auf den Pressdruck, der ein zentraler Parameter in der Stabelektrodenfertigung ist. Feinkörnige Flussspat-Proben wie F1 erforderten erhöhte Pressdrücke als grobkörnige Flussspat-Proben wie F4.Die schweißtechnischen Versuche bestätigten F4 als die vielversprechendste Flussspat-Probe. Sie überzeugte durch optimale Umhüllungshaftung, eine stabile Lichtbogenführung und einen exzellenten Schlackenabgang. F11 zeigte ebenfalls Potenzial, insbesondere für Anwendungen, bei denen ein geringer Anteil prozesskritischer Elemente erforderlich ist. Allerdings sind hier weitere Optimierungen notwendig.Ergänzend wurden REM- und EDX-Analysen durchgeführt, um die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Flussspat-Proben präzise zu bestimmen. Diese Analysen lieferten spezifische „Fingerabdrücke“, die künftig als zuverlässiges Instrument für die Qualitätssicherung dienen können.Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden eine wichtige Grundlage für die Definition von Qualitätsanforderungen an Flussspat-Rohstoffe unterschiedlicher Destinationen und für die Optimierung von Prozessen in der Stabelektrodenfertigung. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zur Entscheidungsfindung in der weiteren Forschung und industriellen Anwendung.

KW - Rohgutcharakterisierung

KW - Aufbereitung

KW - Flussspat

KW - Schweißzusätze

KW - Elektrodenfertigung

KW - Mineral processing

KW - Fluorspar

KW - Raw material characterization

KW - Welding consumables

KW - Electrode manufacturing

M3 - Masterarbeit

ER -