Спосіб одержання електродної маси для самовипалювальних електродів

Винахід належить до електродної промисловості і може бути використаний при виготовленні електродних мас для самовипалювальних електродів рудовідновних електропечей. Відомий спосіб одержання вуглецьвмісної маси для вироблення вуглецевих виробів, який включає подрібнювання вуглецевого наповнювача, розсів його по фракціях і наступне змішання наповнювача із зв'язуючим, при цьому процес здрібнювання і розсів ведуть у середовищі розплавленого зв'язуючого. [Авторське свідоцтво СРСР №793934, кл. 301В31/02, опубл.. 07.01.81]. Однак електроди, виготовлені з маси, яка одержана таким способом, мають недостатньо високу міцність і щільність. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, до пропонованого рішення, є спосіб одержання маси, яка містить в собі вуглець , що включає прожарювання, дроблення, розсів і дозування твердих вуглецевих матеріалів, змішування їх із зв'язуючим і наступне формування маси. [Гасик М.И. Электроди рудовосстановительных электропечей. М: Металлургия, 1984. с.65-78]. Однак електроди, виготовлені з такої маси, після випалу характеризуються низькою механічною міцністю і щільністю, що приводить до обривів і відколів робочого кінця електрода і викликає зупинку і простої електропечей. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу одержання електродної маси для самовипалювальних електродів, при якому обробка матеріалу парами кам'яновугільної смоли, забезпечувала б підвищення механічної міцності і густини електродів, а також дозволяла б підвищити електропровідність робочого кінця самовипалювальних електродів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання електродної маси для самовипалювальних електродів, що включає прожарювання, дроблення, розсів і дозування твердих вуглецевих матеріалів, змішування їх із зв'язуючим і наступне формування маси, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що після дроблення тверді вуглецеві матеріали додатково обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють з рідкої фази фусів кам'яновугільних при температурі 500-550°С на протязі 2-3 годин. При цьому, маса фусів кам'яновугільних складає 25-30% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, якого можна досягти, полягає в тому, що в процесі обробки твердого вуглецевого матеріалу парами кам'яновугільної смоли, що виділяють з рідкої фази фусів кам'яновугільних, відбувається утворення поверхнево активного адсорбційного шару, у якому присутні легка, середня, важка й антраценова фракції смоли. У свою чергу, за рахунок сил притягання і парціального тиску парів, фракції смоли обробляють поверхню твердого вуглецевого матеріалу, оточуючи плівкою кожну його частку. Утворений поверхнево - активний шар володіє високою адсорбційною і адгезійною здатністю, що забезпечує поліпшення якості електродної маси, збільшує міцність і підвищує щільність самовипалювальних електродів. Проведений комплекс досліджень показав, що у разі збільшення маси фусів кам'яновугільних вище 30%, відбувається перенасичення поверхні твердого вуглецевого матеріалу парами кам'яновугільної смоли, що приводить до його злипання. Отже, технологія виробництва електродної маси утруднюється, особливо на стадії розсіву і дозування твердих вуглецевих компонентів різного гранулометричного складу. При зменшенні частки фусів кам'яновугільних нижче 25% не забезпечуються високі фізико-механічні властивості робочого кінця електрода. При температурі нижче ніж 500°С відбувається не повне виділення з рідкої фази фусів кам'яновугільних антраценової фракції і поверхневий шар, що утвориться, менш активний, а вище ніж 550°С - спостерігається виділення з'єднань смоли, що містять сірку. При тривалості обробки менше ніж 2 години не забезпечується повне виділення ракцій смоли і необхідна обробка поверхні твердого вуглецевого матеріалу, а понад 3 години - нагрівання недоцільне, оскільки властивості матеріалу не змінюються, а збільшення тривалості нагрівання приводить до непродуктивних витрат електроенергії. Спосіб здійснюється таким чином. Термоантрацит, антрацит, кокс і інші тверді вуглецеві матеріали прожарюють до необхідної температури, потім піддають дробленню, після чого обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 500-550°С з рідкої фази фусів кам'яновугільних протягом 2-3 годин, причому маса фусів кам'яновугільних складає 25-30% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Підготовлені матеріали розсіюють на барабанних ситах або грохота х, потім дозують по видах сировини і гранулометричному складу відповідно до заданої рецептури маси, а далі, разом із зв'язуючим подають у змішувач, де здійснюється їх перемішування протягом 3-5 хвилин при температурі 140-180°С. Після змішувача з розплавленої електродної маси формують брикети, які направляють на склад готової продукції. Приклад 1. Спосіб відтворений по приведеній вище технологічній схемі, при цьому тверді вуглецеві матеріали обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 550°С протягом 3 годин, і маса фусів складає 25% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Приклад 2. Спосіб відтворений по приведеній вище технологічній схемі, при цьому тверді вуглецеві матеріали обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 500°С протягом 2 годин, і маса фусів складає 30% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Приклад 3. Спосіб відтворений по приведеній вище технологічній схемі, при цьому тверді вуглецеві матеріали обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 450°С протягом 3 годин, і маса фусів складає 25% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Приклад 4. Спосіб відтворений по приведеній вище технологічній схемі, при цьому тверді вуглецеві матеріали обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 550°С протягом 1 години, і маса фусів складає 30% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Приклад 5. Спосіб відтворений по приведеній вище технологічній схемі, при цьому тверді вуглецеві матеріали обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 550°С протягом 3 годин, і маса фусів складає 35% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Приклад 6. Спосіб відтворений по приведеній вище технологічній схемі, при цьому тверді вуглецеві матеріали обробляють парами кам'яновугільної смоли, що виділяють при температурі 550°С протягом 3 годин, і маса фусів складає 20% від маси твердого вуглецевого матеріалу. Зразки електродної маси для самовипалювальних електродів, виготовлені по прототипу і прикладам 1-6, випробували. Результати випробувань приведені в таблиці 1. Таблиця 1 Показники Щільність, г/см 3 Питомий електроопір, Ом .мм 2/м Міцність на стиск, МПа Прототип 1,69 84,2 34,1 1 1,98 73,3 35,2 2 1,87 75,2 35,0 Приклади 3 4 1,71 1,70 80,2 81,4 34,3 34,1 5 1,70 75,9 34,4 6 1,73 78,5 34,1 Із таблиці 1 видно, що використання винаходу дозволяє підвищити щільність, міцність на стиск, а також знизити питомий електроопір самовипалювальних електродів, виготовлених по пропонованому способу, в порівнянні з електродами, виготовленими по відомому способу.