Вуглецева маса для самовипалювальних електродів

Винахід відноситься до електротермічних процесів, а саме до електрометалургії феросплавів, кольорових металів і сплавів, до електротермії фосфору, карбіду кальцію та ін., і призначений для використання його при виготовленні безперервних самовипалювальних електродів рудовідновлю-вальних електропечей. Відомо, що вуглецева електродна маса для самовипалювальних електродів включає термоантрацит, прожарений металургійний кокс і зв'язуюче, переважно, кам'яновугільний пек. [Гасик М.И. Электроды рудовосстановительных электропечей. - М.: - Металлургия, 1984 - с.74-75]. Недоліком відомої вуглецевої маси є низька тепло і електропровідність, що надалі позначається на якості електродів і техніко-економічних показників процесу виплавки. Найбільш близькою по технічній сутності і результату, що досягається, є вуглецева маса для одержання самовипалювальних електродів, що складається з термоантрациту 10-40%, коксу 10-40%, карбіду кремнію 25-50%, кам'яновугільного пеку 18-28% Авторське свідотство СРСР №783366, кл.С25В11/12, 30.11.80]. Однак, синтезований карбід кремнію, що спеціально вводиться до складу маси, не забезпечує високі показники маси по питомому електроопору і теплопровідності. В основу винаходу поставлена задача створення вуглецевої маси для самовипалювальних електродів, у якій сукупність інгредієнтів і їхній кількісний склад дозволить підвищити електро- і теплопровідність самовипалювальних електродів, за рахунок підвищення їхньої схильності до графітації. Поставлена задача вирішується тим, що вуглецева маса для самовипалювальних електродів, що включає термоантрацит і кам'яновугільний пек, відповідно до винаходу, додатково містить железококс, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 2 3 5 7 2 5 — 5 5 р е ш т а Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, якого можна досягти, полягає в тому, що введення до складу вуглецевої маси для самовипалювальних електродів железококсу підвищує схильність електрода до графітації за рахунок його фізико-хімічних властивостей і, у першу чергу, за рахунок наявності в його складі металів, окислів, карбідів і оксикарбидів бору, алюмінію, кремнію і заліза. Железококс являє собою продукт вуглетермічного окусковування здрібненої руди, магнетиту, гематиту, колошникового пилу, окалини і його наявність приводить до пасивуючого впливу на реакційну здатність вуглецевих матеріалів по відношенню до кисню і реакційних грубних газів, що виділяються на колошнику печі. Вони каталітичне впливають на процес графитации, збільшують тепло- і електропровідність самовипалювального електрода, позитивно впливають на характер зміни структури і пористої будови його робочого кінця. Установлено, що наявність железококса менше ніж 25% і більш 55% приводить до зниження електро- і теплопровідності електрода і знижує його схильність до графітації. Крім того, збільшення змісту железококса понад 55% приводить до зменшення кількості термоантрациту, що, у свою чергу, знижує термічну стійкість електрода. Приготування вуглецевої маси відбувається за відомою технологією. Тверді вуглецеві компоненти прожарюють при 1200-1300°С, після чого вони піддаються дробленню з наступним розсівом на барабанних ситах чи грохотах. Підготовлені матеріали дозують по видах сировини і гранулометричному складу відповідно до даної рецептури маси, а потім, разом із зв'язуючим, подають у змішувач, де здійснюється їх перемішування протягом 3-5 хвилин при 130180°С, після чого маса формується в брикети, які потім використовуються для виготовлення самовипалювальних електродів. Кількість компонентів у складі вуглецевих мас приведено в таблиці 1. Таблиця 1 Компоненти термоантрацит кам'яновугільний кокс карбід кремнію железококс кам'яновугільний пек прототип 30 28 22 — 20 Кількість компонентів, мас.% маса, що заявляється 1 2 3 4 20 23 40 57 — — — — — — — — 57 55 40 25 23 22 20 18 5 64 — — 21 15 Зразки углеродної маси для самовипалювальних електродів, виготовлені по прототипу і прикладам 1-5, випробували. Результати випробувань приведені в таблиці 2. Таблиця 2 Показники Теплопровідність, Вт/м-град Питомий електроопір.Ом-мм 2м Прототип 2.2 96,7 Склад вуглецевої маси 1 2 3 2,6 4,6 4,8 96,1 95,1 83,9 4 4,2 87,6 5 2,9 96.4 У результаті випробувань установлено, зразки вуглецевої маси для самовипалювальних електродів, виготовлені з пропонованого складу (варіанти 2-4), мають більш високу електро- і теплопровідність, у порівнянні з відомими масами. Отже і електроди, виготовлені з пропонованої маси, будуть також мати більшвисоку електро- і теплопровідність. Крім того, проведені рентгеноконструктивні, теплофізичні і електричні дослідження показали, що графітація самовипалювального електрода, виготовленого з пропонованої вуглецевої маси, починається при 1600-1700°С, тобто на 150-250°С раніше, ніж при використанні відомої маси, при цьому питомі витрати електроенергії знижуються на 0,4%.