Засыпка для термообработки углеродных изделий
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕИЛЬСТВУ(22) Заявлено 181279 (23) 2856654/29-33с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 150981. Бюллетень Йо 34Дата опубликования описания 15098 Союз Советскнк Соцналнстнческнк Республнк(51)М, Кл,з С 04 В 35/52 Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй(54) ЗАСЫПКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ УГЛЕРОДНЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к химической технологии, а именно к защитным материалам, применяемым при обжиге и графитации электроугольных иэделий. Роль углеродной засыпки в процессах спекания и обжига сводится к защите изделий от окисления и коробленияВажное значение имеет свойст" во засыпки адсорбировать выделяющиеся при обжиге летучие продукты-углеводороды, смолы и т.п. Регулирование гранулометрического состава и вида засыпки позволяет управлять процессом коксообраэования в изделиях и составом летучих продуктов. Чем больше сорбционная активность засыпки, тем больше поглощаетсяуглеводородов, что, в свою очередь, снижает выход кокса в изделиях. Защита иэделий от окисления осуществляется благодаря окислению самой засыпки с образованием окиси и двуокиси углерода.Известна защитная засыпка, применяемая при обжиге и спекании угле- графитовых материалов. Она изготавливается на основе углеродистых порошков - дробленого кокса, антрацита, древесного угля или их смесей (1. Однако указанная углеродная засыпка способна поглощать ограниченный состав газов, в основном углеводородов. Летучие соединения серы,хлора на ней не адсорбируются и вы"деляются в окружающее пространство.Ввиду окисления (угара) засыпки впроизводстве требуется ее постоянноеобновление. Угар, в. зависимости от0 типа термического оборудования, видазасыпки и продолжительности процесса термообработки может достигать15-25 вес.%.Наиболее близкой по технической35 сущности к предлагаемой являетсязасыпка для термообработки углеродных изделий, содержащая порошки углерода и минеральной добавки в ,двуокиси кремния. Данная добавка вводится20 для снижения расхода кокса и повышения электрического сопротивления эаоыпки. Такая засыпка обладает повышенной стойкостью к окислению, болеенизкой газопроницаемостью, повышен 25 ной теплопроводностью (21,Недостатком данной засыпки является низкая поглотительная способность к углеродсодержащим и не угле-,родным газам, а также угар углерод"30 ного порошка, усиливающийся на ста8635 б 7 Сущность изобретения поясняется способностью углекислых солей в интервале температур 100-1000 С разлагаться с выделением двуокиси углерода, препятствующей окислению иэделий и угару углеродного порошка засыпки.Кроме физической адсорбции газообразных продуктов, предложенная засыпка обладает способностью химическИ связывать не углеродные летучие продукты, такие как хлор, хлористый водород в соединения типа МаС 1, СаС 1, с невысокой температурой плавления, Оплавление преобразованной минеральнойцобавки приводит к образованию газонепроницаемой пленки, снижающей угарзасыпки и окисление изделий на стадии охлаждения. Вместе с тем, образующиеся при разложении углекислых солей окислы обладают высокой температурой плавления, что позволяет проводить высокотемпературный обжиг изделий. В случае применения солей натрия, калия, цезия, лития и др, исключено образование термостойких карбидов. Применение углекислого кальция хотя и приводит к образованию карбида кальция при графитации,ввиду низкой температуры юазложения его не ухудшает свойств графи-, тированных при 2500-2700 С изделий. В ряде случаев образующийся при разложении карбида кальция вторичный графит повышает антифрикционные свойства готовых изделий. При использовании предложенной засыпки только для обжига и спекания иэделий (700- 1300 С) все углекислые соли не изменяют свойств иэделий. В муфельную электрическую печь надно муфеля насыпают слой засыпки толщиной 5 мм и разравниваютСверхуукладывают пакет заготовок на осно- еО ве сажепековой композиции, содержащей ЗЪ порообразователя - хлористогоаммония. Свободное пространство муфеля засыпают засыпкой. Слой засыпки над пакетом заготовок 100 мм, 65 Нагрев осуществляют со скоростью дни охлаждения, когда иэ изделий прекращается выделение собственных летучих продуктов, Ввиду присутствия в засыпке термостойкой добавки - двуокиси кремния, защитные свойства засыпки как поглотителя кислорода ослаблены. Кроме того, недостатком засыпки является образование при высоких температурах чрезвычайно стойкого карбида кремния, ухудшающего свойства готового продукта, а также ее инертность по отношению к выделяющимся не углеродным газам.Цель изобретения - повышение степени поглощения летучих соединений хлора и снижение выгорания углеродного порошка.Поставленная цель достигается тем, что засыпка для термообработки углеродных изделий, содержащая порошки углерода и минеральной добавки, в качестве минеральной добавки содержит соль угольной кислоты при следующем соотношении компонентов, об.Ъ:Порошок углерода 50-99Соль угольной кислоты 1-50Причем в качестве соли угольной кислоты засыпка содержит углекислый кальций. Принимая во внимание то, что химическая активность предложеннойзасыпки зависит от величины поверхности частиц добавки, гранулометрический состав порошка углекислойсоли подбирается в зависимости от количества и вида выделяющихся токсичных газов, Соответствующим образомподбирается и размер частиц углеродного порошка засыпки, так как от него Озависит спекаемость засыпки и снижение ее гаэонепроницаемости на стадииохлаждения.С целью сохранения активности засыпки при многократном употреблении, 1для обжига выделяющих хлор и хлорис 5 тый водород изделий ее необходимо перед использованием промывать водой,Растворимые хлористые соли удаляютсяи могут быть использованы в качествепобочного продукта. Химическая актив- Щ ность засыпки зависит также от содержания минеральной добавкиЗаметноепоглощение НС 1 обеспечивается уже привыделении 1 об.З углекислой соли. Однако при малых содержаниях добавки 25 возникают трудности Равномерногораспределения ее в углеродном порошке. При содержании углекислой солиболее 50 выделяется максимальноеколичество защитных газов. Однако втом случае, когда иэ обрабатываемогоматериала выделяется хлор или хлористый водород, происходит образованиепрочного расплава хлористыхсолей,трудно поддающегося измельчению привыгрузке изделий. Кроме того, ввидуснижения содержания углеродного порошка и образования случайных трещинв пленках расплава, наблюдается некоторое окисление поверхности изделий,особенно при длительных процессах на грева и охлаждения в туннельных печах.П р и м е р 1. Для приготовлениязасыпки используют коксовый порошокс размером частиц 1-3 мм, который 4 дозируют объемным доэатором. Предварительно просушенный до влажности2-7 коксовый порошок помещают в лопастный смеситель и добавляют равноепо объему количество пврошка химически чистого СаСО . Размер частиц СаСОЗ1-3 мм. Смесь порошков перемешиваютв течение 30 мин и выгружают из смесителяВ результате самоиэмельченияпри смешении частиц СаСО имеют, восновном, размер частиц 0,5-2 мм.20 С/ч. до 900 С. Охлаждают муфельв течение 70 ч до 50 С.После охлаждения на поверхностизасыпки образуется корка толщиной до15 мм, которая легко разрушаетсяпри нажатииВещество корки практически не содержит углеродных частиц,что вызвано, очевидно, окислением ихво время термообработки. На поверхности корки имеются микротрещины.Контрольный отбор засыпки на глубине50 мм от поверхности (с растворениемдобавки в НС 1 и промывкой) показывает, что содержание углеродной составляющей практически не изменяется.Выгруженные изделия имеют чистуюповерхность, беэ подгаров и короблений. Общий угар засыпки (расчетный)1,5. Для сравнения в аналогичныхусловиях производят обжиг заготовокв засыпке, содержащей 50 об. песка(%0) . Верхние заготовки имеют пиролитическую пленку и местные подгары.Вся засыпка, включая верхний слой,рыхлая. Угар углеродных частиц 16,причем в верхнем слое до 30-40 ммуглеродные частицы выгорают полностьюП р и м е р 2. Засыпку готовятпо примеру 1, однако количество СаСОЗ ,1 обПосле нагрева и охлаждения изделия выгружают. На поверхности некоторых заготовок имеются местные подгары (до 7 от общего количества).Вся засыпка рыхлая. Общий угар углеродных частиц достигает 11. Контрольный обжиг в углеродной засыпке, содержащей 1 песка, приводит к образованию подгара верхних заготовок (до6 от общего количества). Общий угар углеродных частиц 13 весП р и м е р 3. Смешивают 75 об. коксового порошка с 25 об. МЯСО . Размер частиц порошков перед смешением 1-2 мм.В муфель засыпают нижний слой засыпки толщиной 50 мм и устанавливают на него рулон гидратцеллюлозного войлока, пропитанного М Н 4 С 1 до привеса 35-40 вес Рулон и все свободное пространство в муфеле засыпают засыпкой, Толщина верхнего слоя засыпки 100 мм. Нагревают муфель в течение 8 ч до 100"С и охлаждают в течение 40 ч. В процессе нагрева производят отбор проб летучих продуктов на содержание Й Н.С 1 и НС 1, а также контролируют выделение летучих продуктов визуально. Выделение МН 4 С 1 и НС 1 не установлено. После охлаждения на поверхности засыпки образуется корка спекшейся соли МцС 1, которая легко обламывается. Толщина корки достигает 10-15 мм. При выгрузкезасыпки наблюдается присутствие непрочных сростков частиц засыпки диаметром до 30-50 мм, которые разрушаются при погружении в воду, Выгруженный карбонизованный войлок имеет чистую поверхность без подгаров, хорошую эластичность. Угар углеродных частицне превышает 1.Контрольный обжиг аналогичного рулона войлока в засыпке иэ 75 об.коксового порошка и 25 об. пескапоказывает, что верхнего слоя засыпки в 100 мм недостаточно для предотвращения подгара войлока. Угар углеродных частиц засыпки 14. В процессе нагрева, в интервале 180-400 СОнаблюдается интенсивное выделениеЙН 4 С 1, а также выделение НС 1 при более высоких температурах,П р и м е р 4. Для приготовлениязасыпки используют порошок сажи ПМ 15 Э (50 об.), сажу смешивают с равным по объему количеством кальцинированной соды ЙаСО. В газонепроницаемый муфель на 2/3 высоты укладываютгидратцеллюлоэную вату, содержащую25 вес. хлористого аммония. Сверх,20 вату засыпают засыпкой. Толщина слоязасылки 150 мм. Муфель помещают вэлектрическую печь, нагревают в течение 5 ч до 1000 С и охлаждают втечение 70 ч. В электрической лечи в75 момент нагрева и охлаждения присутствует воздух. При нагреве выделенияМНС 1, а также хлористого водородане наблюдается. После охлаждения уровень засыпки опускается на 50 мм,ЗО что вызвано усадкой ваты. Карбониэованная вата не имеет подгаровВсязасыпка спекается и извлекается иэмуфеля в виде пористого кирпича. Анализ ее показывает угар углероднойЗ 5 части (сажи) на 6,Контрольный обжиг ваты под слоемзасыпки на основе 50 об. сажи ПМ 15 Э и 50 об. песка показывает принагреве интенсивное выделение ее иНС 1. Во время охлаждения вся вата4 О сгорает.П р и м е р 5. Готовят засыпкуна основе 70 об. коксовой крупкидиаметром 2-3 мм и 30.об. порошкаизвестняка, имеющего диаметр частиц45 2"3 мм. Порошки смешивают в течение20 мин в смесителе барабанноготипа. Полученную засыпку загружаютв кессон туннельной печи до образования слоя 150 мм. На нижний слой за 5 О сыпки устанавливают три рулона гидратцеллюлозного войлока, пропитанного МН 4 С 1, Свободное пространствокессона засыпают засыпкой. Верхнийслой засыпки над рулонами 200 мм.Во второй кессон аналогичным образомпомещают рулоны с войлоком и засыпку на основе 70 об. коксовой крупкии 30 об. песка, В третий кессонзагружают войлок под слоем засыпкииз чистой коксовой крупки. Обжиг вой"60 лока в кессонах осуществляют по 240 часовому графику. После выходе кессонов из печи производят анализ засыпкииэ полученного войлока.Результаты анализа сведены в таб 65 лицу.Известная засыпка на основе кокса ипеска Коксоваязасыпка Количество поглощенной НС 1, вес.Ъот теоретическивыделившейся (поколичеству образовавшейся среднейсоли) 96-100 2-4 (за счетпримесей) Угар углеродного порошка засыпки, вес.Ъ (расчетный) До 6 До 22 До 16 Без подгаров, элас- тичный Внешнийслой сподгаром Качество обработанного изделия Без подгаров, элас- тичный Формула изобретения Составитель С.ШахиджановаРедактор О.Персиянцева Техред Л,Пекарь Корректор М.Демчик Заказ 7690/36 Тираж 663ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д 4/5 Подписное Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Как видно из примеров практического применения предложенной засыпки, ее использование позволяет обеспечить дополнительную защиту обжигаемых иэделий за счет выделяющегося из эасып ки углекислого газа или окиси углерода, снизить практически полное улавливание токсичных хлорсодержащих Летучих продуктов и возможность использования побочного продукта в ви де хлористых солей. 401,Засыпка для термообработки углеродных изделий, содержащая порошки углерода и минеральной добавки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения степени поглощения летучих об(динений хлора и снижения 4 выгорания углеродного порошка, вкачестве минеральной добавки онасодержит соль угольной кислоты приследующем соотношении компонентов,об.Ъ:Порошок углерода 50-99Соль угольной кислоты 1-502Засыпка по п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что в качестве солиугольной кислоты она содержит угле"кислый кальций,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фиалков А.С. Формированиесгруктуры и свойств углеграфитовыхматериалов. М Металлургия,1965, с,243-244.2. Хрычева Д,Д. и др. Производство огнеупоровф. Л., 1977,9 б/49, 66-72.
СмотретьЗаявка
2856654, 18.12.1979
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1837
МАЛЕЙ ЛЮБОВЬ СТЕПАНОВНА, МАЛЕЙ МИХАИЛ ДМИТРИЕВИЧ, КОРШУНОВ ГЕЛИАРД МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: C04B 35/52
Метки: засыпка, термообработки, углеродных
Опубликовано: 15.09.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-863567-zasypka-dlya-termoobrabotki-uglerodnykh-izdelijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Засыпка для термообработки углеродных изделий</a>
Предыдущий патент: Огнеупорный керамический материал
Следующий патент: Огнеупорная масса
Случайный патент: Устройство для измерения пути пройденного локомотивом