Углеродсодержащая масса для самообжигающихся электродов

Углеродсодержащая масса для самообжигающихся электродов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УГЛЕРОДСОДЕРЖА1ЦАЯ МАССА ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРОДОВ, включающая искусственный графит, обожженный бой и каменноугольный пек, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости , снижения окисляемости и зольности электродов, она содержит в качестве обожженного боя нефтяной бой фракции 4-20 мм и дополнительно - гранулы сажи, покрытые пироуглерсдом , фракции 0,01-4 мм при следующем соотношении компонентов, мае.%: Обожженный нефтяной бой фракции 4-20 мм 25-50 Гранулы сажи, покры тые пироуглероДом, фракции 0,01-4 мм 15-45 Искусственный графит5-15 Каменноуголышй пек Остальное

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703830/23-26 (22) 03.01.84 (46) 15,09.85. Бюп. 1Ф 34 (72) Г.В.Дмитриева, А.В.МЪльник, Д.Ф.Железнов, В.А.Холодный, 3.П.Гусева, M.À.Ðûññ, П.A.Øóëüãèí и А.И.Жеребцов (71) Челябинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени электрометаллургический комбинат (53) 661.666.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 771024, кл. С 01 В 31/02, 1978..

Гасик M.È. Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных электропечей. M.: Металлургия.

1976, с. 120-137. (54)(57) УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩАЯ МАССА

ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРОДОВ, ÄÄ SUÄÄ1178692 включающая искусственный графит, обожженный бой и каменноугольный пек, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости, снижения окисляемости и зольности электродов, она содержит в качестве обожженного боя нефтяной бой фракции 4-20 мм и дополнительно — гранулы сажи, покрытые пироуглередом, фракции 0,01-4 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Обожженный нефтяной бой фракции 4-20 мм 25-50

Гранулы сажи, покрытые пироуглеродом, фракции 0,01-4 мм 15-45

Искусственный графит 5-15

Каменноугольный пек Остальное

40 Качественная характеристика материалов, используемых для изготовления массы, дана в табл.1.

Введение в состав массы обожженного нефтяного боя фракции 4-20 мм более 50Х дает высокоплотный конгломеI 117869

Изобретение относится к углеродной промышленности и может быть использовано при изготовлении самообжигающихся электродов, применяемых в руднотермических печах при произ- 5 водстве металлов и сплавов, карбида кальция, фосфора, электрокорунда.

Цель изобретения — повышение термостойкости, снижение окисляемости и зольности электродов. !О

Обожженный нефтяной бой — это обожженные при, 900ОС отходы от производства графитированных электродов на основе нефтяных коксов.

Нефтяной бой в сочетании с .традици- 15 онными углеродными материалами— термоантрацитом, литейным коксом и другими — в смеси со связующим не дает хорошего спека массы при ее эксплуатации. 20

Использование нефтяного боя крупной фракции в сочетании с сажей, покрытой пироуглеродом, искусственным графитом и каменноугольным неком в предложенном соотношении позволяет 25 получить хорошо выраженную монолитную структуру без трещин по периметру зерен нефтяного боя и обуславливает в основном рост прочностных характеристик самообжигающнхся электро-30 дов и их термическую стойкость.

Гранулы сажи, покрытые пироуглеродом (ТУ 38-41573-80), нредставляют собой продукт низкотемпературного разложения (750-1200 С) природных газов на подложке из диспергированной сажи с массовым соотношением

20-40Х сажи и 80-60Х отложений продуктов пиролиза (пироуглерода). Этот материал обладает высокой способностью спекания вследствие наличия в нем большого количества функциональных групп, что обеспечивает рост прочности конгломерата — каркаса электрода — и повышение термической стойкости.

Искусственный графит представляет собой графитированные возвраты электродного производства и задают его в состав массы для повышения ее теп ло- и электропроводности.

2 г рат, что приводит к снижению термостойкости массы, а менее 25X — не получается термически стойкого и достаточно прочного каркаса электрода.

Содержание сажи, покрытой пироуглеродом, 15-45Х обуславливает оптимальную достаточную спекаемость массы при повышенной ее термостойкости.

Увеличение содержания его более

45Х повышает электросопротивление массы, а введение менее 15Х не дает хорошей спекаемости ее.

Искусственного графита (графитированных возвратов) в количестве 515 достаточно для регулирования тепло- и электропроводности массы, со-. держание его ойределяется требованиями эксплуатации.

Массу готовят следующим образом.

Вначале в смесительную машину (емкостью 10 л), обогреваемую паром, загружают сухую шихту в предлагаемом соотношении компонентов и перемешивают в течение 10 мин при 125-135 С

Затем вводят связующее — каменно-. угольный пек — в жидком виде и продолжают смешение в течение 35 мин ! при атмосферном давлении в воздуш .ной среде.

Конкретно приготовляют составы углеродсодержащих масс с крайним и средним содержанием компонентов (состав 1-3 табл.2) и содержаниями, выходящими за крайние пределы (состав 4 и 5 табл. 2) в количестве по

25 кг каждого состава.

Параллельно приготовляют массу по составу-прототипу.

Составы приготовленных масс приведены в табл.2.

Для всех составов углеродсодержащих масс определяют качественные показатели. Для этого приготовляют образцы от каждого состава массы.

Массу, нагретую до 130 С, набивают в металлические кожухи диаметром

60 мм и высотой 200 мм, при этом ее уплотняют и утрамбовывают. Затем кожухи с массой обжигают до 900 С при скорости нагрева 100 /ч с изотермической выдержкой при максимальной температуре 3 ч. После термообработки у всех образцов определяют физико-механические свойства, которые приведены в табл.3.

Термостойкость определяют по изменению удельного электросопротивле3 ll ния (УЭС) образца массы размером

60 125 мм до термоудара и после него.

При температуре 800 С образец массы нагревают в течение 15 мин, затем резко охлаждают в воде при

20 С, далее сушат 5 мин при 800 С.

Термическую стойкость Т (т/м) определяют по формуле

1.,103 тс = где dJ — изменение УЗС; р — УЭС до термоудара; у — УЭС после термоудара.

Остальные показатели определяют по стандартным методикам.

Помимо этого все образцы массы исследуют под микроскопом с 70-кратТаблица 1

Коэффи циент прочности час-

Истираемость

Окисляемость, 7

Удельное электросопротивление

Истинная плотМатериал

Зола, Х ность, г/см тиц, кг/см в порошке, Ом мм2/м

Обожженный нефтяной бой

0,31

125, 7

2,3

10,9

525

2,05

Гранулы сажи, покрытые пироуглеродом

3 4

645

1,91

Искусственный графит

2,3

0,14

720

2, 1.1

Групповой состав, Х

of . о()5

28,9. 13,9 21,7

Каменноугольный пек с температурой размягчения

42,7

Таблица

Материал

Т

2, 3

4 5 Прототип .

15

35

Гранулы сажи, покрытой пироуглероцом, фракции 0,0140мм

45

30,Обожженный нефтяной бой фракции 4-20 мм 25

78692 4 ным увеличением. На образцах из состава-прототипа обнаружены значительные трещины на зернах термоантрацита, а на образцах массы предло5 женного состава замечены небольшие микротрещины в отдельных местах.

Из приведенных в табл. 3 качественных показателей вицно, что предлагаемая масса (1-3) обладает в

1р 1,3-2 раза более высокой термической стбйкостью, в 1,5-2 более пониженной окисляемостью и в 20 раз более низкой зольностью по сравнению с прототипом, повышенной механической

15 прочности.

Отклонение от предложенного состава (4 и 5) приводит к значительному ухудшению отдельных характеристик.!!78692

Продолжение табл,2

Материал

5 Прототип

20

15,2

Термоантрацит фракции 0,1-20 мм

42,4

7,2

15,2

Каменноугольный пек

20

20

Таблица 3

Показатели

Прототип 1

1,45 1,52

Плотность, г/см

1,43

1,45

1,41 t 43

Термостойкость, Вт/м

1415

900

1957

1200

18,8

10,0

8,9

12,0

0,30

7,2

0,35

0,37

86,5

80,0

69,1

65,8

120 70, 1

1,54 2,2

1,44

1,28

2,00

1,78

Текучесть

38,02 . 30,0

29,3 35 0

28,4

33,2

Графитированные возвраты фракции

0,01-4,0 мм

Каменноугольный кокс (литейный) фракции 0,010,15 мм

Обохскенный угольный бой фракции

0,01-4,0 мм

Окисляемость,7.

Зола, 7

Удельное электросопротивЛение, Ом мй /м

Механическая прочность на разрыв, кг/см

Содержание компонентов, Е в составах

) 2 3 ) 4 ) Состав массы

) ) I 1

2 3 4 5

920 700

10,0 17,2 0,33 0,30