Электродная масса для самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей

Электродная масса для самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских

Социалистических

Республик

«и955529 (61) Дополнительное к авт.. свид-ву(22) Заявлено 30.03.81(21) 3267658/22-02 (gg) М. Кл.з с присоединением заявки N

Н 05 В 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300882. Бюллетень М 32 (53) УДК 621. 365. . 22 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 08. 82 (72) Авторы изобретения

М.И.Гасик, В.В.Кашкуль, A.Ã.Ãðèíøïóíò

В.Т.Зубанов, Г.A.Äóíàåâ и В.В,Тетерюк

) °

Г го гЩадтени ф, - - с

Днепропетровский ордена Трудового Кра металлургический институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДНАЯ МАССА ДЛЯ САМООБЖИГА(ОЩИХСЯ

ЭЛЕКТРОДОВ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕИ

15

25

Изобретение относится к электрс термическим процессам, в частности

° к электрометаллургии ферросплавов, цветных металлов и сплавов,к электротермии фосфора, карбида кальция и др.,и предназначено для эксплуатации непрерывных самообжигающихся электро-. дов рудовосстановительных электропечей.

Известна электродная масса для самообжигающихся электродов flJ, включающая компонентный состав в следующем соотношении, вес.%:

Термоантрацит 50-72,5

Каменноугольный кокс 27, 5-50, 0

Каменноугольный пек 23,5-27,6

Однако известная электродная масса обладает повышенной жидкотекучестью, что в случае прогара кожуха электрода или .его деформации в период эксплуатации вызывает много осложнений. Вытекая, наиболее подвижная часть массы попадает под электроконтактные щеки и, имея низкую электропроводность, нарушает электрический контакт щека кожух электрода., В то же время ос.тавшаяся в кожухе электродная масса уже не удовлетворяет требованиям получения высококачественного обожженного углеродистого блока. Все это приводит к неблагоприятным условиям эксплуатации электродов и неравномерному распределению тока в контактном узле, что обусловливает обрывы электродов по ококсованной и неококсованной частям. Одной из наиболее вероятных причин разрушения электродов в этом случае является анизотропность электродного тела вследствие высокой жидкотекучести, что обуславливает расслонение (сегрегацию) крупных фракций термоантрацита и связующего с тонкими фракциями наполнителя. Причиной расслоения электродной массы при высокой жидкотекучести является оседание крупных фракций термоантрацита вследствие разницы удельных весов, что, приводит к пслучению анизотропного рабочего конца электрода с различными физико-механическими свойствами отдельных участков.

Наиболее близкой к пределагаемой является электродная масса для самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей (2) следующего состава, вес.%:

955529

1-25

ЗО

В результате протекания этих процессов увеличивается работа адгезии связующего к поверхности твердых углеродных компонентов. Использование оксидных соединений щелочных металлов в составе электродных i4acc значительно уменьшает пористость рабочего конца самообжига- 60 ющегося электрода, поскольку исключает значительное выделение СО, что имеет место при использовании известной электродной массы. Кроме roro, оксидные соединения щелочных

Термоантрацит и каменноугольный кокс 55-90

Карбонат щелочного металла

Каменноугольный 5 пек До 22

Эта электродная масса не,обеспе чивает высокую степень изотропии свойств столба жидкой массы s электроде (высота столба 1,5-5,0 м) при производстве самообжигающйхся электродов, а также свойств скоксованного блока электрода в результате неравномерного заполнения кожуха электрода, повышенной окисляемости 15 и пористости рабочего конца электрода, которая обусловлена удалением

СО, образующейся при разложении карбоната щелочного металла.

Цель изобретения — обеспечение 2О изотропий свойств по высоте и сечению столба жидкой массы в кожухе электрода и скоксованного рабочего конца электрода.

Поставленная цель достигается 25 тем, что электродная масса для самообжигающихся электродов рудовосстановительных печей, включающая термоантрацит, каменноугольный кокс, каменноугольный пек и соединение щелочного металла, в качестве соединения щелочного металла содержит оксид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ, Термоантрацит 15-54

Каменноугольный кокс 15-54

Каменноугольный пек 20-?6

Оксид щелочного 40 металла 0,5-15

Выбор оксидных соединений щелочных металлов в качестве добавки„ обеспечивающей изотропию свойств по высоте и сечению столба 45 жидкой электродной массы, объясняется тем, что они способствуют более полному протеканию на границе контакта твердых углеродных компонентов электродной массы и 5(} связующего реакцйй с учехом уг- лерод-кислородных комплексов.

Металлов фракции менее 0,063 мм, обладающие высокоразвитой поверхностью, интенсивно поглощают связующее, что также повышает вязкость электродной массы, снижает склонность к сегрегации и способствует улучшению физико-механических и эксплуатационных характеристик самообжигающихся( электродов.

В процессе формирования сомообжигающегося электрода с использова нием предлагаемой углеродистой электродной массы при высокой температуре происходит разложение оксидных соединений щелочных металлов, в результате чего углеродистый электродный блок содержит остаточное содержание Na O, который в дальнейшем способствует процессам графитации рабочего конца электрода.

Увеличение содержания термоантрацита более 54% приводит к снижению механической прочности электрода, а уменьшение его количества ниже 15% влечет снижение термической стойкости угольного блока.

Повышение содержания .каменноугольного кокса выше 54% приводит к снижению термической стойкости электрода, а уменьшение его доли ниже 15Ъ вызывает понижение механической прочности электрода.

Снижение содержания оксида щелочного металла менее 0,5% вызывает ухудшение изотропии свойств по высоте столба жидкой массы и самообжигающегося электрода, а повышение его количества выше 15% приводит к .увеличению вязкости массы, анизотропии свойств жидкого столба массы по высоте и сечению и скоксованного рабочего конца электрода.

При содержании каменноугольного пека в массе более 26% увеличиваются жидкотекучесть массы и сегрегация и снижаются ее прочностные свойства а снижение доли пека менее 20% приводит к ухудшению связи компонентов между собой и снижению физико-механических свойств самообжигающихся электродов.

Пример. Для приготовления электродной массы используют следующие компоненты: термоанррацит, ГОСТ

4794-75, содержащий золы не более

5,0%, влаги не более 1,5Ъ, удельное электросопротивление которого не более 1000 Ом мм /м с фракционным составом

Фракция, мм Содержание, %, 20 5

10-20 30-35

4-10 25-30

1-4 30-40 каменноугольный кокс, ГОСТ 18686-73, который содержит золы не более

955529

I10,5%, серы не более 1,0%, влаги не более 5,0% с фракционным составом

Фракция, мм Содержание, %

1-4 30-7.0

1 30-70 среднетемпературный .каменноугольный пек, ГОСТ 10200-73, температура раз-. мягчения 65-70, зольность не более

0,3%, содержание воды не более 0,5%, выход летучих веществ 53-63%, оксид щелочного металла фракции менее

0,063 мм О, 5-15%, Составы электродных масс для сравнительных испытаний приведены в табл.1, где 1 - известный состав, 2-6 - предлагаемые. 15

Термоантрацит и кокс подвергают дроблению по фракции менее 20 мм, а оксид щелочного металла — до фракции менее 0,63 мм с последующим рассевом на барабанных ситах или гро- 20 хотах. Подготовленные материалы дозируют по видам сырья и грануломет рическому составу в соответствии с заданной рецептурой массы, а затем вместе со связующим подают в сме- 25 сители, где осуществляется их пере-. мешивание в течение 3-5 мин при 130180 С. После перемешивания углеродистая электродная масса поступает на формовочную машину, где ее формуют в брикеты и по транспортеру по- дают в короба, в которых и достав ляют на склад готовой продукции или в плавильные цеха для загрузки в самообжигающиеся электроды.. 35

Массу формуют в брикеты весом

2-3 кг. Образцы массы диаметром 60 мм

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.%, в составе

1 2 3 4 5 б

Компоненты

44 42

15 . 16

35 0 15

34,5 54

35 54

30 25,5

Термоантрацит

Каменноугольный кокс

18

7,5

0,5

22 20

26

23,0

Та блица 2

Свойства образцов из электродной массы состава Показатели

l: T

15,4

17,6

19,8

15,3 16,1 17,9

18,1

17 1 16,2

22,6 19,7

16,0

Пористость, %

Карбонатные соединения щелочных металлов

Оксид щелочного металла

Каменноугольный пек I

Механическая прочность на разрыв, кгс/см и высотой 500 мм в металлических кожухах нагревают в печи без доступа воздуха до 9pO С со скоростью 100 С к с выдержкой при конечной температуре 3 ч.

Обожженные образцы разрезают вдоль вертикальной оси и исследуют микроструктуру и физико-механические свойства. В образцах, изготовленных из известной электродной массы, наблюдаются заметное расслоение компонентов по высоте, неравномерное заполнение кожуха электрода, повышенная пористость, в то время как в обожженных пробах из электродной массы предлагаемого состава сохраняется изотропия по всей высоте и сечению.

Результаты испытаний образцов, изготовленных из обожженных электродных масс, приведены в табл.2.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая масса в сравнении с известной характеризуется лучшими свойствами: достигается оптимальная жидкотекучесть, равномерное распределение компонентов по высоте столба жидкой массы и рабочего конца электрода, кроме того, уменьшается удельное электросопротивление на 1-5% и повышается коэффициент теплопроводности на 18-28%.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой электродной массы составит более 125 тыс.руб. в год.

955529

Продолжение табл. 2

Свойства образцов из электродной массы состава

° Ю е

1 2 3 4 . 5 6

Показатели

1 1) (94, 6 94,2 902 91 8 93,0 94.,4

Удельное электросопротивление, Ом мм /м

КоэФФициент теплопроводности, BT/м град.

2,5 2,2

14,2: 15,0

2,8

2 2 2,3

2,9

Выход летучих веществ,В 15,3 14,8 14,2 . 14,0

5,8, 5,4

5,2

Зольность, Ъ

5,3 5,7

5,6

Формула изобретения

15-54

15-54

20-26

0 5-15

Термоантрацит

Каменноугольный кокс

Каменноугольный пек

Оксид щелочного металла

Составитель G.Âåðåòåí èêoâ

Редактор А.Огар Техред М. Гергель Корректор Ю.Макаренко

Заказ 6476/77 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Электродная Масса для самообжигакщихся электродов рудовосстановительных электропечей, включающая термо- антрацит, каменноугольный кокс, каменноугольный пек и соединение щелочного металла, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью обеспечения изотропии свойств по высоте и сечеi ! нию .столба жидкой масса в кожухе

- электрода и скоксованного рабочегО конца электрода, в качестве соединения щелочного металла она содержит оксид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Источники ИнФормации., принятые во внимание при экспертизе

1. Гасик М.И. Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных

ЗО электропечей. М., Металлургия, 1976, с. 386.

2. Патент Англии Р 1214078, кл. Н 05 В 7/06, опублик.1975.