Способ получения графитовых изделий

Союз Советскнк Социалистических Республик(22) Заявлено 15.11,73 (21) 1969037/26 51) М, Кл.з С 0 В 31/04 ением заявкиприсоед Государственный комитет Совета Министров СССРата опубликования описания 14,07.76) Авторы изобретения И. М Н. Самохин . Мелешков зенма 71) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИИ 2 в р 51 в обф Изобретение может найти применецце во вращающихся вакууъцых электропечах для плавки кварцевого стекла.Известен способ получения графитовых изделий, включающий прессование заготовок 5 ца основе композиции из углеродного цаполцителя со связующим, обжиг с примененем углеродцой пересыпки вертикально загруженных в печь заготовок и последующуо графитацию с применением углеродной пересыцкц 10 загруженных горизонтальными рядами в печь заготовок.Недостатком известного способа является значительная неравномерность электрического сопротивления по длине получаемых изде лий, особенно при изготовлении стержневых нагревателей длиной до 3,0 м при диаметре до 0,1 м.Известен также способ получения графитовых изделий, согласно которому заготовки 20 в печь графитации устанавливаются вертикальными рядами.Однако таким способом невозможно производить вертикальную загрузку печи графитации при изготовлении заготовок указанных 25 выше размеров.Цель изобретения - повышение равномерности электросопротивления по длине изделий,Для этого при графитации заготовки укладываются под углом 20 - 85 к продольной 3 Э. Немировский, Б, В. АбросимовБ. Сасс-Тисовский оси печи с равномерным чередованием дах верхних и нижних по положению жиге концов заготовок.Такая компоновка керна печи для гра цтации пр 11 ВОд 11 т и В 11 раВццВа 1 ию температурого поля и обеспечивает равномерность свойств получаемых изделий. 11 рц расположении заготОВОк под у 1:10 м 1 Осц пс 1 ц, меньшим 20, 1 сомп Оц ОВка печи су 1 цес ГВ си но прцОл цзк ается к продольному расположению заготовок, что приводит к преимущественному разогреву их концов и зцачителыюму перепаду электрического сопротивления с максимальным значением на середине длины изделия. При расположении заготовок в печи под углом, превышающим 80 - 85, компоновка керна приближается к поперечному расположению заготовок, что обуславливает при графцтации длин- номерных изделии прецмущественцый разогрев их средней части, прц этом сопротивление концов заготовок оказывается выше сопротивления средней части заготовок.Существенное з,ачецце имеет также и ориентация концов заготовок по положению в обжиге. Вертикальная загрузка длинномерных заготовок при обжцге приводит, вследствие неравномерного нагрева и перемещения связующего по длине заготовки, к значительной неравномерности свойств по длине заготовок. При одностороцнем расположении коц 3 515723цов заготовок в графитировочной печи происходит нарушение равноме 1 ности сопротивления керна печи, что сказывас вся на равномерности свойств получаемых пзделий, а следовательно,. па их эксплуатационной стойкостй. Равномедре чередование при загрузке печи верхних и нижних по положению в обжиге концов заготовок исключает градиент сопротивления по сеченио керна и обеспечивает равномерный нагрев заготовок по всей длине,Способ осуществляется следующим образом. Прокаленный нефтяной пиролизный кокс с истинным удельным весом 2,04 - 2,08 г/см /38 - 43 ПО фракций 0,8 - 0,09 мм, 57 - 62 ООО, фракции 0,09 мм/в количестве 70 - 80 вес. О/о смешивают в обогреваемом смесителе с 20 30 вес. о/о среднетемпературиого каменноугольного пека при 100 в 1 С в течение 1 - 1,5 час. Полученную массу прессуют методом продавливания в заготовки длиной 2,5 - 3,0 м, диаметром в 20 в мм при температуре мундштука 70 - 85 С,Отпрессованные заготовки вертикально загружают в кассету обжиговой печи, пересыпают углеродистой пересыпкой (прокаленный кокс ф 1 акции 0,5 - 5,0 ым) и обжигают при 1100 - 1300 С в течение 280 - 380 час с выдержкой при конечной температуре 10 15 час,Обожженные заготовки могут быть подвергнуты пропитке пеком и повторному обжигу. Г 1 осле обжига заготовки загружают в высоко- температурную печь сопротивления, где осуществляется их графитация.Компоновку печи производят следующим образом.На подину печи насыпают и утрамбовывают слой литейного кокса (фракции 0 - 4 мм), на который насыпают дренажный слой нефтяного прокаленного кокса (фракции 5 - 15 мм) толщиной 100 - 150 мм. На нижний дренажный слой перпендикулярно к оси печи укладывают основание керна из обожкепных заготовок прямоугольного сечения. На основание керна под углом к горизонтальной оси керна 20 - 85 укладывают стержневые заготовки, например, длиной 2700 мм, диаметром 60 мм с равномерным чередованием верхних и нижних по положению в обжиге концов. Уложенные стержни пересыпают нефтяным прокаленным коксом с размером зерна 5 - 15 мм, Сверху стержневых заготовок снова укладывают заготовки прямогольного сечения, которые такжезасыпают верхним дренажным слоем нефтя 5 ного прокаленного кокса (фракции 5 - 15 мм)В качестве электропроводного слоя междукерном и токоподводами печи используют графитированную стружку с размером зерна до1 мм, К загруженной печи подводят электрп 10 ческое напряжение, причем подъем мощности составляет 300 в 3 квтч. Печь находится под током 28 - 35 час. Г 1 осле достижениятемпературы 2500- - 2700 С печь отключают,разгружают и пз отграфитированпых загото 15 вок изготавливают изделия, например нагреватели для вращающихся кварцеплавпльпыхпечей.Г 1 ри мер 1. Обокженпые стержни диаметром 60 мм и длиной 2800 мм загружают в гра 20 фитировочную печь под углом 25" к горизонтальной оси с равномерным чередованиемверхних и нижних концов заготовок по положению в обжиге. Печь нагревают 32 час до2600 С со скоростью 80/час, при конечной25 температуре выдерживают 1,5 час,П р и м е р 2, Обожженные стержни по периметру 1 загрукают в графитировочную печьпод углом к горизонтальной оси 45"-. Печь нагревают 30 час до 2640 С со скоростьюЗ 0 88 С/час и выдержкой при конечной температуре 2 час.П р и м е р 3. Обожкеппые стержни по примеру 1 загружают в графитировочную печьпод углом 80 к горизонтальной оси с равноЗ 5 мерным чередованием верхних и нижних концов заготовок по положению в обжиге. Печьнагревают 35 час до 2600 С со скоростьюнагрева 75 С/час и выдержкой прп конечнойтемпературе 1,5 час,40 После определения физико-механическиххарактеристик отграфитированных стержнейиз их изготавливают нагреватели, которыеиспытывают во вращающейся кварцеплавильной печи. Условия испытаний: температура на45 нагревателе 2000 С, вакуум 10 -мм рт. ст.,продолжительность плавки 3 - 4 часа.Физико-механические характеристики и данные о работоспособности изделий, полученныхпо предлагаемому способу, в сравнении с из 50 делиями, полученными известным способом,приведены в таблице.515723 5 Удельное электросопротивление по длине заготовки (по положению при обжиге) ом ммя/иПредел прочности при сжатии,кг/смяПлотность Среднее количество плавок на одном наг- ревателе Объемный вес, г/см Способ загрузки г/см 1верх середина низ Предлагаемый Пример 1 Пример 2 Пример 3 Известный 7,4 6,9 7,2 7,0 6,8 6,9 6,9 6,8 7,3 385 390 370 1,76 1,79 1,77 2,20 2,21 2,20 Горизонтально оси печиПерпендикулярно осипечи 9,0 9,5 12,0 7,0 8,0 9,2 370 385 1,69 1,70 2,16 2,18 Без чередования верхних и нижних концов заготовок (под углом 45) 11,2 8,4 1,68 2,17 Формула изобретения Составитель Т. ИльинскаяТехред М. Семенов Корректор Л, Брахнина Редактор Е. Дайч Заказ 142013 Изд. ЪЪ 1372 Тираж 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Как видно из таблицы, абсолютное значение электросопротивления и его колебания по длине существенно ниже, а качественные характеристики и эксплуатационная стойкость выше для изделий, полученных по предлагаемому способу, причем лучшие результаты получены при угле загрузки, близком к 45. Способ получения графитовых изделий, например стержневых нагревателей, включающий прессование заготовок на основе композицнн нз углеродного наполнителя со связующим, обжиг с применением углеродной пересыпки вертикально загруженных в печь заготовок и последующую графитацию с приме. пением углеродной пересыпки загруженных горизонтальными рядами в печь загото. вок, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности электросопротивлення по длине изделия, при графитации заго товки укладывают под углом 20 - 85 к про дольной оси печи с равномерным чередовани ем в рядах верхних и нижних по положению при обжиге концов заготовок.