Способ изготовления электродной массы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111001517(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 04.11.81 (21) 3352759/24-07с присоединением заявки Йо. (23) Приоритет И) М. Кл. Н 05 В 7/09 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения аъгд епропетронскна ордена трудоаого Красного 3 ,акрметаллургический институт(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯЭЛЕКТРОДНОЙМАССЫ 2 тановки и 0 5 30 Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в электрометаллургии ферросплавов, цветных металлов и сплавов, произ водстве желтого фосфора, карбида кальция и др. при изготовлении углеродистых электродных и анодных масс для самообжигающихся электродов и анодов. 10 Известен способ изготовления элен". тродной массы, состоящей из термоан- трацита (по ГОСТ 4794-75 ), прокаленного металлургического кокса (по ГОС 18686-73 ) и связующего, предпоч- тительно каменноугольного пека, Твердые углеродистые материалы и связующее смешиваются, а готовая смесь представляет углеродистую массу для непрерывных самообжигающихся электродов 1.Практика работы самообжигаюцихся электродов рудовосстановительных электропечей на электродных массах, приготовленных по известным способам производства, свидетельствует, что электрод после обжига не всегда обладает высокими физико-механическими свойствами, еще сравнительно часто имеют место обрывы и сколы рабочего конца, что вызывает оспростои электропечей.Наиболее близким к предлагаемому.по технической сущности является способ изготовления электродной массыдля самообжигающихся электродов рудовосстановительных печей, при которомтвердые углеродистые материалы дробят,просеивают, дозируют по гранулометрическому составу, смешива 1 от их сосвязующим и формуют Г 2),Приготовленная таким способомуглеродистая электродная масса невсегда обладает высокими физико-механическими свойствами. Самообжигающийся электрод после обжига имеетнедостаточную эксплуатационную стойкость, еще сравнительно часто имеютместо обрывы и сколы рабочего концаэлектрода по термическим трещинам,что вызывает остановки и простои электропечей. Трещины появляются на поверхности и развиваются к центруэлектрода в результате термическихнапряжений в процессе охлаждения ипоследующего нагрева. Наибольшиетермические нагрузки, связанные степловыми ударами, возникают в обожженной части электрода при его охлаждении в результате отключения печи, 1001517извлечении из рабочего пространства или одновременной загрузке большого количества холодной шихты. Поверхностные слои электрода при этом быстро охлаждаются и сжимаются, в то время как внутренние имеют более высокую 5 температуру и препятствуют сжатию. В результате этого в центре электрода возникают напряжения сжатия, а на по .верхности - растяжения.Цель изобретения - повышение термической стойкости и снижение расхода самообжигающихся электродов.Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления электродной массы для самообжигающихся электродов, перед дроблением твердые углеродные материалы дополнительно прокаливают совместно с кремнеземом при 1600-1800 ОС в течение 0,5-3 ч, причем вес кремнезема составляет О,25-0,45 от веса смеси. 20В процессе прокаливания при 1600-1800 С твердого углеродного материалаосовместно с кремнеземом в результатевысокотемпературных превращений происходит образование комплексного ма териала, в котором прографитированный, углерод распределяется равномерно и окружает пленкой каждую частицу карбида кремния, образовавшегося по реакции 5102 + ЗС = 51 С 2 СО, 30При этом сохраняется полностью каркас из частиц прографитированного углерода.Образованный комплексный материал обладает высокой электропроводностью, З 5 высокой термической стойкостью, что в совокупности с низкой реакционной способностью обеспечивает улучшение качества электродной массы, увеличивает термическую стойкость самообжигающихся электродов и снижает их расход.Проведенный комплекс исследований показал, что после совместного прокаливания углеродного материала и кремнезема в случае увеличения доли 45 последнего выше 0,45 не обеспечивается непосредственная связь между частицами образовавшегося карбида и графита. В результате этого происходит увеличение удельного электросопротивр ления материала.При уменьшении доли кремнезема менее 0,25 не обеспечивается высокая термическая стойкость рабочего конца электрода и наблюдается повышенный их расход.При температурах ниже 1600 ОС реакции карбидо- и графитообразования идут медленно, а выше 1800 ОС наблюдается термическая диссоциация образовавшихся в процессе нагрева карбидов, что уменьшает термическую стойкость.При продолжительности прокаливания менее 0,5 ч не обеспечивается полное протекание реакций карбидо- и 65 графитообразования, а свыше 3 чпрокаливание нецелесообразно, поскольку свойства материала не изменяются,а увеличение продолжительности про"каливания приводит к непроизводительным затратам электроэнергии.П р и м е р. При изготовленииэлектродной массы для самообжигающихся электродов осуществляют следующие операции,Термоантрацит, антрацит, кокс идругие углеродные материалы прокали"вают совместно с кремнеземом при1600-1800 С в течение 0,5-3,0 ч, после чего они подвергаются дроблениюдо фракции менее 20 мм с последующим рассевом на барабанных ситахили грохотах. Подготовленные материалы дозируют по видам сырья и гранулометрическому составу в соответствиис заданной рецептурой массы, а затемвместе со связующим подают в смеситель, где осуществляется их перемешивание в течение 3-5 мин при температуре 130-180 ОС. После смесителярасплавленная электродная масса зали-.вается в формы с получением брикетов,загружаемых в масообжигающиеся электроды.Результаты испытаний свидетельствуют, что использование предлагаемогоспособа приготовления электродноймассы позволяет повысить механическую прочность на 40, коэффициенттеплопроводности в 1,6 раза, в критерий термостойкости более чем в двараза,Анализ результатов испытаний свидетельствует, что расход электронна,работающего на предлагаемой электродной массе, оказался на 21% ниже, чему сравниваемого электрода,Использование электродной массы,приготовленной предлагаемым способом,позволяет значительно увеличить термическую стойкость самообжигающихсяэлектродов.Формула изобретенияСпособ изготовления электродной массы для самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей, при котором твердые углеродистые материалы дробят, просеивают, дозируют по гранулометрическому составу, смешивают их со связующим и формуют, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термической стойкости и снижения расхода самообжигающихся электродов, перед дроблением твердые углеродистые материалы дополнительно прокаливают совместно с кремнеземом при температуре 1600-1800 С, в течение 0,5-3,0 час, причем вес кремнезема составляет 0,25-0,45 от веса смеси.1001517 Составитель Е.,Пономарев Редактор А. Фролова Техред Е,Харитончик Корректор Н. КорольВЗаказ 1455/77 Тираж 843 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе