Способ защиты рабочей части графитированного электрода

.Ф.Ткадал к В.Е.Власен ченко, И.Б а стриальный ии ин 2(088.8)кое свидетельство СССРН 05 В 7/06, 1973.е свидетельство СССРН 05 В 7/08, 1972. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 03 НРЫТИЙ описдние из(54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАБОЧЕЙ ЧАСТИГРАФИТИРОВАННОГО. ЭЛЕКТРОЛА, при котором на поверхность электрода наносятсуспензионное покрытие, содержащее;мас.7: магнезит 34-36, мел 22-28;жидкое стекло 38-42,и подвергают егосушке, о т л и ч а ю. щ н й с я тем,что, с целью ускорения процесса образования защитного покрытия, сушкупокрытия осуществляют путем его обработки газообразным углекислым газомпод давлением 1,8"2,5 атм/см, причем время обработки составляет 3,5 -4,5 мин на 1 мм толщины слоя покрыИзобретение относится к электро" термин, в частности к защите электродов дуговых рафинированных печей от окисления в процессе плавки.Основной недостаток графитовых материалов, широко применяемых в различных отраслях промышленности; .-. их легкая.окисляемость при высоких температурах. Так, например, до 90% всего расхода электрода приходится на 10 бкисление боковой поверхности и осы" пание.Известен способ защиты электродов от окисления путем нанесения жаро" прочной обмазки из двуокиси титана и жидкого стекла в период работы печи на часть поверхности электрода, расположенную ниже контактного узла 1 .К недостаткам указанного способа следует отнести низкую стойкость но" крытия.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ за" 25 щиты рабочей части графитированного электрода, при котором на поверхность электрода наносят суспензионное покрытие, содержащее, мас,%ф магнезит 34-36, мел 22-28, жидкое стекло 38- 30 42 и подвергают его сушке 12 .Однако, твердение жидкого стекла в обычных условиях на воздухе происходит медленно, поскольку необходимая для интенсивной реакции разложения силикатов натрия углекислота имеется в воздухе в минимальном количестве, В связи с этим возникает необходи" мость в создании специальных сушиль-ныхстендов,что представляет большую 4 сложность в условиях действующих ме-таллургических цехов. Целью изобретения является ускоре- ние процесса образования защитного покрытия,Поставленная цель достигается тем,. что согласно способу защиты рабочей части графитнрованного электрода, при; котором на поверхность электрода на-носят суспензнонное покрытие, содер жащее, мас. : магнезит 34-3 б, мел 22-28, жидкое стекло 38-42, и подвер.гают его сушке, сушку покрытия осу-ществляют путем его обработки газообразным углекислым газом нод давлением 55 1,8 -2,5 атм/см , причем время обработки составляет 3,5-4,5 мин на ,1 мм толщины слоя покрытия. Способ осуществляется следующим образом.На поверхность электрода путем окунания в суспензию,содержащую жидкое стекло, или путем обмазывания наносится защитное покрытие требуемого состава и заданной толщины, После этого покрытие обрабатывается газо образным углекислым газом (холодным или подогретым), подаваемым через форсунку или любое другое устройство..Форсунка располагается на таком расстоянии от электрода, чтобы давление газа на 1 ам поверхности составляло 1,8"2,5 атм. Длительность обработки газом СО 3,5-4,5 мин на 1 мм толщины слоя покрытия. Обработка может вестись также в специальных герметичных камерах при том же давлении газа.При обработке покрытия углекислотой иод давлением 1,8-2,5 атм/см молекулы газа проникают между парами покрытия в более глубокие слои смеси, вызывают ускоренный процесс разложения жидкого стекла с образованием геля кремниевой кислоты во всем объе-, ме покрытия.При давлении СО меньшем 1,8 атм/смф. гель кремниевой кислоты образуется в . верхних. слоях покрытия и препятствует проникновению молекул СО на большую глубину. В этом случае процесс твердения замедляется.При давлении СО большем 2,5 атм/см происходит механическое разрушение целостности покрытия под воздействием газовой струи внлоть до оголения поверхности электрода.Гель кремниевой кислоты образуется очень быстро - в десятые доли,секунды. Однако для того, чтобы твердение смеси распространилось на достаточную глубину, необходимо некоторое время, в течение которого покрытие подвергается воздействию СО , Необходимая длительность продувки СО зависит в основном от газопроницаемости и толщины покрытия. Поскольку для создания защитных покрытий используются мелко" дисперсные материалы, то газопроницаемость их практически одинакова и про должительность обработки углекислотой зависит только от толщины покрытия. При обдувке покрытий углекислотой необходимо соблюдать установленный режим, так как уменьшение длительности обработки менее 3,5 мин.на 1 мм193 4ния до 1,6 атм/смвызывает снижениепрочности покрытия (пример 4). К этому же приводит и увеличение давлениядо 2,7 атм/см (пример 9), В последУнем случае покрытие начинает осыпаться, что свидетельствует о нарушении прочности связи между частицами.Аналогичный эффект вызываетуменьшение и увеличение длительнос"ти обдувки СО по сравнению с оптимальной (3,5-4,5 мин на 1 мм толщины слоя покрытия),3 111 9толщины слоя покрытия приводит к тому, что весь кремнезем не успеваетпревратиться в гель кремниевой кислоты и не обеспечивается достаточнаяпрочность покрытия.5Увеличение длительности обработкиуглекислотой выше 4,5 мин на 1 ммтолщины слоя покрытия снижает сухуюпрочность покрытия и увеличивает егоосыпаемость. 10П р и м е р 1. В лаборатории была приготовлена суспензия, содержащая, мас.Ж: магнезитовый порошок 35,жидкое стекло 40, мел 25, Суспензиянаносилась на поверхность графитового 15кубика со стороной 45 мм с помощьюкисточки. Толщина слоя покрытия вы.держивалась в пределах 1,0-4 мм всоответствии с практикой примененияПокрытийЧасть кубиков выдерживалась 2 Она воздухе 17 ч, а другая частьподвергалась обдувке СО, подаваемогоиз баллона под различным давлениемв течение разного времени в соответствии с предлагаемым способом. Обрагботанные покрытия испытывали на прочность. Для этого на покрытие давилижелезным стержней сечением 1 х 1 см,связанным с динамометром, и измерялиусилие, при котором на покрытииЗОпоявилась сетка трещин,Режимы испытаний покрытий, обработанных в соответствии с.предлагаемым и известным способами, представлены в табл 1.Как видно из табл. 1, оптимальным З 5давлением СО 2 для обработки покрытий является давление 1,8-2,5 атм/смйа длительность обработки находитсяв пределах 3,5.-4,5 мин/мм, При этомдостигается наибольшая прочностьпокрытия (такая же, как и у прототипа), в то же время длительность процесса стабилизации покрытия сокращается в 60-70 раз. Снижение давлеП р и м е р 2. В лабораторных,условиях были проведены испытаниястойкости электродов против окисления. На электроды сечением 45 х 45 ммнаносились различные покрытия, которые стабилизировались известными ипредлагаемым способами,Испытания стойкости электродов про.тив окисления проводились в процессеполучения плавленой извести на 3"фазной печи мощностью 140 кВа. Режимынанесения покрытий и результаты их.испытаний приведены в табл.2.Как видно из табл.2, обработкаэлектродов газообразным СО повышаетих стойкость против окисления на 29312 по сравнению с известными способами. При этом значительно сокращается время подготовки электрода кплавке. При нанесении покрытия в период работы печи стойкость электродовпротив окисления оказывается гораздоменьшей,Таким образом, предлагаемый способзащиты рабочей части графитированныхэлектродов сокращает продолжительностьсушки покрытий до 4-16 мин вместо16-18 ч, что уменьшает длительностьпроизводственного цикла в 60-70 раз,а следовательно, увеличивает производительность труда1119193 Таблица 1 Вид обработк покрытия Время обработки Осыпа- емость Толщинапокрытия,мм ин мин мм покрытиямас,й см 17 1 Сушка на воздухе(прототип) 1,0 11,2 10,4 ф 10,21,0 11,0 9 Обдувка СО 2 4 1,0 4,0 9,5 2,2 3,3 8,7 3,3 1 О 10,3 1,0 2,2 3,5 3,5 4,3 12 1,0 2,2 4,3 10,7 2,2 2,2 1,0 4,5 13 3,5 1,0 4,8 14 10,6 2,2 2,0 15 4,0 10, 1 2,2 12 4 16 4 Толщина покрытия после завершения обдувки сократилась до 0,6 мм,за счет механического воздействия струи газа. Давлениеатм Усилие сжатия, при котором на покрытии появляется сетка трещин, кгс/см1119193 Таблица 2 Тип электрода Время плавки, ч Вес электрода, кг Толщинаслоя поВид стабилизации крытия,до плав- после ки ЮЮЮЮЮЮЮЮаВ 2,803 0,298 Бее покрытия 2,690 0;212 Сушка навоздухе17 ч 1,0 2,5 3,430 2,915 0,206 2,542 0;267 2,5 3,.210 Ваносилосьв периодработы печиниже головкиэлектрододержателя Составитель Г.ТаракановаТехред М,Гергель Корректор А Тяско.Редактор И.Циткина юююВ еа а еввеВ ев е евев юа ввев ВееаЗаказ 7474/45 Тираж 782 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и.открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Докрытие из 35 Хмагнезитовогопорошка,403жидкого стекла,2 И МЕЛа (ПрОВтотип) Покрытие из 353магнезитовогопорошка, 403зидкого стекла,253 мела Покрытие из503 ТЬО503 жидкого.,стекла ОбдувкаСО 4 минпод давлением 2 атм/см 2,5 3,550 1,0 2,5 3,220