Способ получения графитированного материала

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социаактичесмих Республик(22) Заявлено 121278 (21) 2727987/23-26 Р 1)М КЛ с присоединением заявки Ио С 01 В 31/04 С 25 В 11/12 Государствеиый комитет СССР оо делам изобретеиий и откРытий.2(088,8) Дата опубликования описания 231081.С. Оренбах и Н.М. Умрил зв сударственный научно-исследовател нструкторский институт электродно(71) Заявитель к й и 65 ЬЗщриоти 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННОГО МАТЕРИАЛ ляет ойко тер- тирорак ние язу- кокИзобретение относится к проиэвод" ству графитированной продукции и может быть использовано при изготовлении электродов, футеровочных блоков и других изделий.Известен способ получения графнтированного материала, включающий сме" шение Фракций прокаленного кокса со связующим, Формование заготовок, их термообработку на воздухе при 200" 300 С, обжиг и графитацию 13.Однако обработка прн указанных температурах поэволяет воздействовать на свойства только связующего, в ть время как кокс в этих условиях практически не изменяет своих свойств Получаемый,при этом материал облада-. ет низкой термоокислительной стойкостью. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо" му аФФекту является способ, включающий термообработку кокса на воздухе при 200-300 С, смешение термообработанного кокса со связующим, Из полученной массы формуют заготовки, кото" рые обжигают и графируют. Известный способ.поэволяет улучшить пластич" ность массы перед формованием 230 Недостатком способа яв СЯ то что термоокислительная ст сть ма 1 териала остается низкой.Цель изобретения - повышение моокислительной стойкости графи ванного маТериала.Поставленная цель достигается за счет того, что терМообработке при 630-710 С подвергают кокс фракций 0,05"8 мм до потери массы 8,5-12,4, перед смешением со связующими в тер" мообработанные фракции кокса добавляют кокс Фракции минус 0,05 мм. Причем фракцию 2-8 мм обрабатывают при 690"710 С в течение 0,75-1,5 ч, Ф цию 0,5-2 мм при 650-670 оС в тече 0,5-0,7 ч, Фракцию 0,05-0,5 мм при 630-650 С в течение О, 3-0, 5 чОбработанные фракции смешивают с фракцией минус 0,05 мм, затем со связующим, Формуют заготовки, обжигают их и граФируют.Отличительная особенность способа заключается в том, что термообработке при .630-710 С подвергают кокс фракций 0,05-8 мм до потери массы 8,5-12,4 и перед смешением со св ющим в термообработанные фракции са добавляют кокс Фракции минус О, 05 мм.874619 Дополнительная особенность способа заключается в применении раздельной термообработки Фракций кокса по укаэанным выше режимам.В результате использования указанных приемов обеспечивается увеличение шероховатости частиц кокса и по 5 нерхности контакта со связующим,что обеспечивает увеличение прочности их соединения, В результате эа счет уменьшения интенсивности осыпания зерен наполнителя повышается стойкость графированного материала к окислению на воздухе.Эксперименты, проводимые с прокаленным нефтяным коксом, показывают, что существует диапазон температур 15 обработки на воздухе, при котором глубина образующихся раковин на внешней поверхности частиц максимальна. Этот диапазон лежит в пределах 630- 710 С для частиц 0,05-8 мм, а для от Таблица 1 Потеря массы,Объем по- верхностных раковин и углублений,см з/гСоотношение расхода воздуха и материала, кг/кг Время окисления, ч Фракциикокса, мм 1:(2,0-2,5) 1;(0,9-1,1) 1;(0,5-0,6) 0,04 , 8,5-9,2 О, 75-1., 50,5-0, 75О, 3-0,5 690-710 2-8 8,9-9,6 0,055 650-670 0,5-20,05-0,5 0,061 11,8-12,4 630-650 Пылевую ке фракцию (минус 0,05 мм)окислять нецелесообразно, посколькуона и так имеет большую поверхность.П р и м е р. В качестве наполнителя используют кокс КНПЭ (ГОСТ 326862),Нефтяной пиролизный кокс маркиКНПЭ имеет следующие свойства,::влажность 1,5, зольность 0,25, содержание серы 1,2, выход летуих 2,истинная плотность 2,08 г/см . В каче- .стве связующего применяют среднетемпературный пек Магнитогорского комбионата с температурой размягчения 63 С.Термообработку на воздухе каждойфракции кокса (2-:8 мм, 0,5-2 мм и0,05-0,5 мм).проводят до потери массы 8-12,5 при,трех температурах исоответствующих им временах обработки для каждой фракции (см. табл,2),Температура в слое поддержинаетсярегулятором ВРТ. В соответствии стремя режимами составлены три рецепта изготовления образцов. В первомрецепте используют коксы, обработанные при температурах, соответствующих низшему пределу температур,ука 40 45 50 55 60 дельных узких фракций, приведенных втабл. 1, составляет 20 С. При этом,как показали микрофотографии срезовчастиц, на внешней поверхности ихобразуются раковины и углубленияглубиной 0,5-20 мкм, объем которыхуказан в табл. 1. Иэ нее видно, чтопри данных режимных параметрах обработки наполнителя потеря массы разныхфракций составляет 8,5-12,4, т,е.оптимальному значению найденному нэкспериментах. При температурах нышеуказанных уменьшается глубина раковин, а при более низких температурах продолжительность термообработки резко возрастает. Учитывая, чтосуществует предел температур, прикоторых глубина образующихся раковинмаксимальна, соответственно подбирается время обработки, при которомдостигается потеря массы, близкая коптимальному значению. занных в табл, 2, во втором - среднему и в третьем - высшему. Во всех трех рецептах используют термообработанные на ноэдухе коксы одинакового грансостава: кокс фракции 2-8 мм 10, 0,5-2 мм 25, 0,05-0,5 35, а . также 30 тонкого помола (минус 0,05 мм) того же кокса, но неокисленного, Указанную массу смешивают с пеком (21 на сухую шихту) в лабораторном смесителе н течению 60 мин при 135 С Иэ массы прошивным методом при 70 атм и 125 С прессуют фстержни диаметром 60 мя и длиной 150 мм. Для сравнения по такому же рецепту и с теми же параметрами готовят "зеленые" заготовки из обработанного на воздухе при 300 С пиролизноого кокса этой же партии по известному способу.Обжиг "зеленых" заготовок двух типов пронодят в угольной засыпке до 1000 С и 1200 С при равномерном подъеме температур н течение 8 ч при скорости 2 С/мин. Графитацию проводят в условиях промышленной печи до 2470 С.Режим Фракция,мм Потерямассы,Ъ Темпе- Время, рату- ч ра,ф С Темпе- Время, Потерату- ч ря раО Смассы690 1,5 8,9 700 1,2 10 710 0,75 10,5 2-8 0,75 8,5 6.60 0,5 10,0 0,3 11,8 О,б 9,5 670 650 0,50,5 12,4 640. О;4 10,2 .650 630 0,05-0,5 Формула изобретения Потеря массы, В Образцы,изготовленные порежиму при 1000 С за при 1200 С 35 й о 20 мин эа 15 мин 16 25 26 4 О 15 26 По известному способу 37 45 28 Состаъатель В.Иванов Редактор А. Шишкина Техред А.Ач Корректор Н. Стец.Заказ 9237/36 Тирам 508 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 После графитации из стержней изготавливают образцы диаметром 10 мм 2 О длиной 40 мм, которые испытывают на термоокислительную стойкость (на воздухе) в лабораторной тврмогравиметрической.установке при 1000 и 1200 С.Время испытания составляет 20 и 15 мин соОтветственно.)Сравнительные данные потери массыобразцов приведены в табл. 3.ЗОТаблица 3 Как видно из табл. 3 использование изобретения позволяет на 40-45 повысить термоокислительную стой- фО кость графитированного материала. 1, Способ получения графитированного материала, включающий термообработку кокса на воздухе, смешение термообработанного кокса со связую- шими, формовакие заготовок и последующий обжиг и графитацню, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термоокислительной стойкости материала, термообработке при 630 о710 С подвергают кокс фракций 0,05- 8 мм до потери массы 8,5-12)4% и перед смешением со связующим в термообработанные фракции кокса добавляют кокс фракции минус 0,05 мм.2, Способ по п. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что термообработку фракций кокса ведут раздельно по. следующим режимам2-8 мм при 690-710 С в течение0,75-1,5 ч)0,5-2 мм при 650-670 С в течение0,5-0,75 ч,О)05-0,5 мм при 630-650 С в течение 0,3-05 ч.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Роэенман И.М. Исследование в области обжига углеграфитовых материалов холодного прессования. Автореф. канд.дис. М., 1964.2. Авторское свидетельство СССР 9 251556, кл. С 01 В 31/04, 1968 (прототип).