Способ обжига углеродных заготовок

ОПИСАНИа ИЗОБРЕТЕНИЯ 11) 546562 Союз советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19.12.72 (21) 1860077/26с присоединением заявки ЬЪ(51) М. Кл,01 В 31/02 05 Б 7/06 осуаарственный комите овета Министров СССР по ослам изобретенийи открытий) Авторизобретения Я, Капелянов Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт) СПОСОБ ОБЖИГА УГЛЕРОДИЫХ ЗАГОТОВО Изобретение относится к технологии изготовления углеграфитовых материалов и касается способа обжига углеродных заготовок,которые могут быть использованы в качествеэлектродов руднотермических и электросталеплавильных печей, а также в качестве конструкционных материалов в раз;шчных отраслях техники.Известен способ обжига углеродных заготовок, включающий нагрев запрессованной в металлическую форму пекоуглеродной композиции с воздействием переменного хагнитногополя до температуры 1000 в 13 С,Недостаток известного способа состоит втом, что при применении переменного магнитного поля хотя и ускоряется процесс пиролиза электродных масс, но в то же время разупорядочивается структура обожженных изделийвследствие колебания функциональных группи углеродных сеток (кристаллитов) связующего при его обжиге, что не обеспечивает увеличение электропроводности и механическойпрочности обожженных заготовок.Цель изобретения - увеличить электропроводность и механическую прочность обожженных заготовок, Сущность предлагаемого способа заключается в том, что воздействуют постоянным магнитным полем индуктивностью1 - 2 Т в интервале температур 350 в 5 С.При этом свободные радикалы, кристаллиты з 0 или углеродиые сетки принимают направленное вдоль линий мапштиого поля положение. Полученные направлсшые структуры углеродистых материалов имеют повышенную электропроводность в направлении приложенных си 10 ВЬ 1 х линий пост 051 ииого магнитного пО;1 я и повышешую механическую прочность в попере 1 ном направлении. При воздействии обжигаемое изделие в интервале температур 350 - 525 С постоянным магнитным полем иидуктивностью 1,1 Т получают по 1,азагел; по электропроводности и мехаьпческой прочности, которые при дальнейшем увеличении ш 1 дуктивности изсияОтся пеза 11 телы 0. С,1 едователыО, Оптпмалы 1 ым х 10 жпо счит 1 ть возде 11 - ствие магнитного поля индуктиьиостью 1,1 Т.Нагрев заготовок ведут со скоростью 150 - 200 С/ч до 350"С, 10 - 20"С/ч в интервале 350 - 525 С и 30 - 40 С/ч - выше 525 С.На графие представлена зависимость ско. рости нагрева от температуры обжига.Общая схема техпологического процесса следующая.Пекоуглеродную массу после тщательного перемешиванпя в смесителях заирессовывают в стальные формы, например из стали 1 Х 18 НОТ, под давлением 80 - 100 атм, Формы вместе с массой устанавливают в 51 че 1 и камерной печи, обогреваемой природным газом, на металлические поддоны из жаропрочиойизгиб сжатие 39,7 35,1 103"98 18,9 18,7 123 127 Без воздействия магнитного поля С воздействием постоянного магнитного поля 51,2 47,8 135 90 21,3 21,1 125 ф) В числителе в значен величия вдоль линяй возайствля пз тояннэго магнитного поля (верт,кальнзе направление); в знамензтзла в пр к лян Л пз тзянного магнитного поля (гор 1 зонтальное направление). стали, например ст. ЭИА, Для уменьшения магнитного сопротивлешгя донная часть двух смежных камер, составляющих общую маГнитную сРстек., 11 меет металл 11 ческу 1 О сВязь. СВерху эт 11 Х камер устанавл 1 В.От два подВиакных полюса элскт 1 зОз 1 аГНГГОВ пос 1 ОЯн- НОГО тока с Водоохлаждае 1 ы.,11 зкранамп (под одной из смежных камер полюс л, под другой - 5). Обжиг проРЗзодят до 1000 - 300"С, а воздействие постоянного маг:штного поля осуществляют в интервале тем:ератур 350 - 525 С (катушки с магнптамп прп более ьысоких температурах отведены От зоны оожпга).Для ВоздейстВия постоянн 01 О заГнитРОГО поля использовали П-образный сердечник с двумя катушками по 29 витков, по,:Оторь 1 м пропускался ток 7 - 0 А папряаксш;см 210 В.ПрР испытанп 5 х использовал: злс:.(т 1 однуО массу состава, %: 45 термоантрац;та крупностью 4 - 20 мм, 31 кокса круппостыо 0 - 4 мм и 24 пека каменноуГОльноО с тс.иперату 101 размягчения б 9,5 С. Нагрев проводил; до 1000 - 1300 С. Для сопоставительного анализа с технологией по известному способу были проведены испытания при воздействии переменного и постоянного магнитного поля, равных по мощности (ампер-витки), при обжиге пеккококсоугольных заготовок в интервале тем;ератур 350 - 525 С. Для воздействия переменного магнитного поля использовали пндуктор при мощности 2 кВ А к общей массе загрузки 2 кг (без массы формы).П р и м е р 2. Электродную массу при 135 - 140 С, запрессованную под давлением 80 атм в трубки из стали 1 Х 18 Н 9 Т диаметром 40 мм и высотой 100 мм, обжигали в двух камерах лабораторной печи с газовым обогревом с воздействием постоянного тока (-Образный сердечник с двумя катушками по 29 витков, по которым пропускали постоянный ток 10 А прп напряжении 210 В, накладываемый сверху камер прп нагреве в интервале 350 - 525 С). При обжиге в формах заготовки были закрыты коксом крупностью 0,5 - 5 мм. 25 30 35 40 45 1" р им ер 1. Электродную массу прп 135 - 140 С, запрессованную под давлением 80 атм в трубки из стали 1 Х 18 Н 9 Т диаметром 40 мм и Высотой 100 мм, обжигали в двух камерах лабораторной печи с Обогревом природным газом с ВоздейстВием катушек (29 ВиткОВ), по которым пропускали постоянный ток 10 А при напряжении 210 В, и без него в интервале температур 350 - 525 С. Нагрев вели до 1000 С со скоростью нагрева 200 С/ч. Разница в свойстВах образцов, обожженных с воздействием постоянного магнитного поля (Вор -- 1,1 Т) при 350 - 525 С и без воздействия магнитного поля, видна из приведенного в табл. 1.В микроструктуре образцов имеются также существенные различия. В структуре образца, обсжжегшого без воздействия постоянного магнитного поля, наблюдаются вытянутые продольные цепочки пор, в то время как с воздействием постоянного магнитного голя наблюдается более упорядоченная структура с равномерным распределением пор по всему объОбжиг с воздейстьием переменного магнитного поля вели при аналогичных исходных параметрах проведения процесса, только нагрев осуществлялся в ипдукторе печи ОКБ 8020.Нагрев проводили до 1000 С по следующему графику нагрева: до 350"-С - 150 - 200 С/ч, в интервале 350 - 525 С - 10 - 20 С/ч и выше 525 С - 30 - 40 С/ч.После обжига формы постепенно охлаждали в печи в течение 8 - 10 ч до комнатной температуры, а затем из них выпрессовывались обожженные образцы.Свойства образцов, обожженных по приведенным технологиям, представлены в табл. 2.Из приведенного в табл. 2 видно значительное увеличение механической прочности и электропроводпостп образцов после обжига с воздействием постоянного магнитного поля по сравненшо с воздействием переменного магН 1 ТНОГО ПОЛ 51.Зкономическая эффективность изобретения заключается в том, что увеличенная электроУдельное электросопротивление Ом мм 2/м Спосоо обжига образцов растяжениеизгиб сжатие 156 67 32 83 256 105 47 Тгмперапура юЬ Составитель Т. Ильинская Техред Н, Аук Корректор Л. Брахни Хорина ктор каз 437/12ЦНИИ Изд.209 Государственного комипо делам изобретен 13035, Москва, Ж, Р ПодписноеР Тираж 6 о 4ета Совета Миний и открытийаушская наб., д. афия, пр. Сапунова, 2 С воздействием переменного магнитного поля С воздействием постоянного магнитного поля проводность вдоль электродов и повышенная механическая прочность их в поперечном направлении позволяют резко уменьшить сечение электродов электросталеплавильных печей, резко снизить габаритные размеры и массу металлоконструкций печей, равных по мощности. Формула изобретения 1. Способ обжига углеродных заготовок,включающий нагрев запрессованной в форму пекоуглеродной композиции до 1000 - 1300 С, отличающийся тем, что, с целью увеличения электропроводности и механической прочности обожженных заготовок, воздействуют 5 постоянным магнитным полем индуктивностью1 - 2 Т в интервале температур 350 - 525 С,2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что нагрев ведут со скоростью 150 - 200 С/ч до 350 С, 10 - 20 С/ч в интервале 350 в 5 С и 10 30 - 40 С/ч - выше 525 С. я я 7 ур я яо г