Спосіб виготовлення вуглецевої маси для самовипалювальних електродів

Винахід відноситься до електродної промисловості і може бути використаний при виготовленні електродних мас для безупинних самовипалювальних електродів електродугових печей. Відомий спосіб виготовлення вуглецевої маси, що включає прожарювання, дроблення твердих вуглецевих матеріалів, розсів, дозування, перемішування і змішування зі сполучним та наступне формування маси [Гасик М.И. Електрода рудовосстановительных електропечей. М: Металлургия, 1984, - С. 68 – 78]. Однак одержувані з відомої маси електроди після випалу не завжди мають високі фізико-механічні властивості і часто мають місце обриви та відколи робочого кінця, що викликає зупинки й простої електродугових печей. Найбільш близький по технічній сутності і результату, що досягається, є спосіб виготовлення електродної маси [Авторское свидетельство СССР №. 1001517, М.Кл 3 Н 05 В 7/09, опубл.28.02.83, Бюл. № 8], що включає: прожарювання твердих вуглецевих матеріалів разом з кремнеземом, дроблення, розсів, дозування по гранулометричному складу, змішування зі сполучним і наступне формування маси. Недоліком такої маси є прожарювання твердих вуглецевих матеріалів разом з кремнеземом. Використання кремнезему приводить до виникнення релаксаційних напруг у прикордонних шарах компонентів електродної маси, що у свою чергу негативно впливає на стійкість робочого кінця самовипалювального електрода і його електро- та теплопровідність. В основу винаходу поставлена задача розробки способу виготовлення вуглецевої маси для самовипалювальних електродів, який би дозволив підвищити фізико-механічні властивості електрода, його електро- та теплопровідність за рахунок підвищення ізотропії робочого кінця. Поставлена задача в те хнічному рішенні досягається тим, що спосіб виготовлення вуглецевої маси для самовипалювальних електродів електродугових печей, який включає: дроблення, розсів, дозування по гранулометричному складу, змішування їх зі сполучним і формування, причому перед дробленням тверді вуглецеві матеріали додатково прожарюють, відповідно до винаходу, як твердий вуглецевий матеріал беруть фуси кам'яновугільні в кількості 10-15 мас. % від маси сполучного, та подають спільно при змішуванні. Інша відмінність полягає в тому, що фуси кам'яновугільні мають наступний склад, мас. %: речовини нерозчинні в толуолі 40-70 смола кам'яновугільна 10-50 зола 3-7 вода інше. Третя відмінність полягає в тому, що фуси кам'яновугільні мають гранулометричний склад менш - 0,063 мм. Наявність вищевказаних відмітних ознак обумовлено наступними обставинами: введення до складу пеку фусів кам'яновугільних прожарених до температури 1200-1300 °С збільшує електро- та теплопровідність самовипалювальних електродів за рахунок фізико-хімічних властивостей і, у першу чергу, за рахунок вуглецевих часток, які, потрапляючи в пори та тріщини термоантрациту, транспортують у них сполучне, сприяючи механічній роботі адгезії. У свою чергу, інтенсивність розподілу кам'яновугільного пеку зростає, що підвищує в'язкість маси, сприяючи поліпшенню експлуатаційних характеристик самовипалювальних електродів. Проведений комплекс досліджень показав, що у випадку збільшення частки фусів вище 15 % приводить до підвищення золи у вуглецевій масі, а у випадку зменшення частки фусів кам'яновугільних нижче 10 % не забезпечуються високі фізико-механічні властивості робочого кінця самовипалювального електрода. Сукупність ознак, що характеризують відомі рішення, не забезпечують досягнення нових властивостей і лише наявність перерахованих відмітних ознак дозволяє одержати новий технічний результат. Отже, винахід, що заявляється "Спосіб виготовлення вуглецевої маси для самовипалювальних електродів" відповідає критерію "винахідницький рівень". При виготовленні вуглецевої маси для самовипалювальних електродів у запропонованому способі, для зіставлення результатів був відтворений спосіб по Авт. св. СРСР№ 1001517. Виготовлення вуглецевої маси здійснюється наступним чином: термоантрацит [ГОСТ 4794-97] і фуси кам'яновугільні (ВАТ "Дніпрококс") прожарюють у обертових печах при температурах 1200-1300 °С, після чого піддають дробленню у шаровому млину з наступним розсівом на барабанних ситах чи грохотах. Підготовлені матеріали дозують по гранулометричному складу, у відповідності до заданої рецептури маси, потім термоантрацит подають у змішувач. Після цього спільно подають фуси кам'яновугільні зі сполучним. Змішування ведуть при температурі 130-140 °С протягом 30-45 хв. Після перемішування в змішувачі вуглецеву масу вивантажують, формують в брикети та у вигляді брикетів доставляють на склад готової продукції. Результати іспитів зразків мас для самовипалювальних електродів приведені в таблиці. У результаті іспитів встановлено, що зразки маси, виготовлені по запропонованому способу, володіють більш високою механічною міцністю та теплопровідністю і більш низькою пористістю та питомим електроопором, у порівнянні з масою, виготовленою по відомому способу. Отже й електроди, виготовлені по запропонованому способу, будуть володіти більш високою механічною міцністю та теплопровідністю і більш низькою пористістю та питомим електроопором, у порівнянні з електродами, виготовленими по відомому способу. Пропонований спосіб був випробуваний у лабораторних умовах заявника, може бути багаторазово відтворений. Таблиця Показники Ме ханічна міцність, МПа Питомий електроопір, Ом .мм 2/м Коефіцієнт теплопровідності, Вт/м град Спосіб виробництва вуглецевої маси Прототип Авт. св. Заявлений СССР № 1001517 17,9 21,0-22,7 90,2 83,0-86,2 2,9 2,95-3,30 Пористість, % Зола, % 24,5 4,7 19,0-24,2 3,6-4,51