Шихта, що містить вуглець, для великогабаритних графітованих електродів

УКРАЇНА (19) UA (11) 66555 (13) C2 (51) МПК (2006) H05B 7/085 (2006.01) H01M 4/96 C25B 11/00 C01B 31/02 (2006.01) МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ШИХТА, ЩО МІСТИТЬ ВУГЛЕЦЬ, ДЛЯ ВЕЛИКОГАБАРИТНИХ ГРАФІТОВАНИХ ЕЛЕКТРОДІВ (13) Проте відома шихта не забезпечує отримання графітованих електродів зі стабільними фізикомеханічними властивостями через низький ступінь пластичності пресмаси, що призводить до високої дефектності (браку) заготовок на переділах виробництва. Найближчою по технічній суті і результату, що досягається, до запропонованого винаходу є шихта [2], що включає прожарений голчатий кокс з оцінкою мікроструктури 5,2-6,2 бали великої (164мм), середньої (4-0,071мм) і дрібної (нижче 0,071мм) фракцій, оксид заліза (3*) і кам'яновугільний пек при наступному співвідношенні фракцій голчатого коксу в шихті, мас.%: 16-4мм - 11-19 менше 0,071мм - 12-16 4-0,071мм - решта 66555 Винахід відноситься до чорної і кольорової металургії і може бути використаний при виробництві великогабаритних графітованих електродів. Відома шихта, що містить вуглець, для великогабаритних графітованих електродів [1], що містить прожарений голчатий кокс з оцінкою мікроструктури 5,2-6,2 бали великої (16-4мм), середньої (4-0,071мм) і дрібної (менше 0,071мм) фракцій, оксид заліза (3*) і кам'яновугільний пек при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: оксид заліза (3*) - 0,3-1,0 кам'яновугільний пек - 18-22 голчатий кокс - решта Співвідношення фракцій голчатого коксу в шихті складає, мас.%: 16-4мм - 16-22 менше 0,071мм - 14-20 4-0,071мм - решта (11) ри 5,2-6,2 бала великої (16-4 мм), середньої (40,071 мм) і дрібної (менше 0,071 мм) фракцій, оксид заліза (ІІІ) і кам'яновугільний пек, яка відрізняється тим, що вона додатково містить пластифікуючу добавку при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: кам'яновугільний пек 19-23 оксид заліза (ІІІ) 0,1-1,5 пластифікуюча добавка 0,1-1,0 голчатий кокс решта. 2. Шихта за п. 1, яка відрізняється тим, що як пластифікуючу добавку вона містить стеаринову кислоту. 3. Шихта за п. 1, яка відрізняється тим, що голчатий кокс має наступне співвідношення компонентів, мас. %: велика (16-4 мм) фракція 25-35 дрібна (менше 0,071 мм) фракція 15-21 середня (4-0,071 мм) фракція решта. UA (21) 2003076814 (22) 18.07.2003 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Бондаренко Анатолій Васильович, Якуб Ігор Михайлович, Хромєнков Сєргєй Міхайловіч, RU, Петров Роман Борисович (73) Бондаренко Анатолій Васильович, Якуб Ігор Михайлович, Хромєнков Сєргєй Міхайловіч, RU, Петров Роман Борисович (56) SU 352500 A1, 25.12.1973 SU 1804990 A1, 30.03.1993 RU 2051091 C1, 27.12.1995 EP 0117981 A1, 16.04.1986 JP 2000348720 A, 15.12.2000 JP 2001011471 A, 16.01.2001 JP 2001329271 A, 27.11.2001 (57) 1. Шихта, що містить вуглець, для великогабаритних графітованих електродів, що включає прожарений голчатий кокс з оцінкою мікрострукту C2 2 (19) 1 3 66555 4 і містить вказані компоненти при наступному мікроструктури 5,4 бали, середньотемпературного співвідношенні, мас. %: кам'яновугільного пеку (ДСТ 10200-83), тонкодисоксид заліза (3*) - 0,1-0,5 персного оксиду заліза (ТУ 14-106-340-89) і кам'яновугільний пек - 19-23 пластифікуючої добавки (стеаринової кислоти, голчатий кокс - решта ДСТ 9419-78) при наступному співвідношенні Проте великогабаритні графітовані електроди, компонентів, мас. %: виготовлені з цієї шихти, не мають рівномірної голчатий кокс - 75,85 об'ємної густини через низький ступінь кам'яновугільний пек - 23,0 пластичності пресмаси, яка забезпечується оксид заліза (3*) - 1,0 варіюванням вмісту кам'яновугільного пеку при пластифікуюча добавка - 0,15 випресовці пресмаси, це дестабілізувало об'ємну Гранулометричний склад голчатого коксу тагустину заготовок по довжині і, як наслідок, кий, мас.%: збільшує дефектність (брак) на термічних 16-4мм - 25 переділах виробництва через ущільнення менше 0,071мм - 19 внутрішньої структури з виходом на поверхню за4-0,071мм - 56 готовок тріщин. Підготовлену шихту перемішують в змішувачі У основу винаходу поставлена задача отритипу Анод-4 місткістю 2000кг при 130±5°С, за 10мання шихти, що містить вуглець, для великога15хв. до закінчення змішування шихти з пеком баритних графітованих електродів, в якій додають пластифікуючу добавку, охолоджують в сукупність інгредієнтів та їх кількісний вміст дозвоміксері до 100±5°С, потім на прошивному пресі лили б управляти ступенем пластичності пресмазусиллям 4000кг випресовують заготовки електроси, знижувати внутрішні напруги при екструзії мадів діаметром 610мм. Заготовки обпалюють в каси, стабілізувати об'ємну густину по довжині мерній печі з газовим обігрівом із застосуванням заготовки і знизити дефектність (брак) за рахунок вуглецевої пересилки. Кінцева температура в промонолітної внутрішньої структури. сторі підзведення печі становить 1250±20°С. ОбПоставлена задача досягається тим, що шихпалені заготовки просочують в спеціальних автокта, що містить вуглець, для великогабаритних лавах при глибокому вакуумі і тиску 10-12атм. графітованих електродів, що включає прожарений просочувальним пеком. Повторне випалення проголчатий кокс, з оцінкою мікроструктури 5,2-6,2 сочених заготовок здійснюють в аналогічній камебали, великої (16-4мм), середньої (4-0,071мм) і рній печі при максимальних температурах в просдрібної (менше 0,071мм) фракцій, оксид заліза (3*) торі підзведення 1000°С. Графітують заготовки і кам'яновугільний пек, згідно з винаходом, додатпри 2000-2800°С в печі Ачесона з джерелом живково містить пластифікуючу добавку при наступлення постійного або змінного струму. Питома ному співвідношенні компонентів, мас.%: витрата електроенергії становить 6000квт/ч на кам'яновугільний пек - 19-23 тонну заготовок. Заготовки охолоджують разом з оксид заліза (3*) - 0,1-1,5 піччю, вивантажують і визначають кількість заготопластифікуюча добавка - 0,1-1,0 вок, бракованих по тріщинах. На зразках графіту, голчатий кокс - решта відібраних з ніпельного гнізда готових заготовок, При цьому як пластифікуючу добавку шихта визначають фізико-механічні властивості графіту: містить стеаринову кислоту, а голчатий кокс має - об'ємну густину згідно з ДСТ 18898-98; наступне співвідношення компонентів, мас. %: - питомий електроопір згідно з ДСТ 23776-79; велика (16-4мм) фракція - 25-35 - механічну міцність графітованих заготовок дрібна (менше 0,071мм) фракція - 15-21 згідно з ДСТ 23775-79. Середня (4-0,071мм) фракція - решта Приклад 2. Процес повторюють за прикладом Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю 1, але беруть пековий голчатий кокс з оцінкою ознак винаходу, що заявляється, і технічним ремікроструктури 5,6 бали, співвідношення зультатом, якого можна досягти, полягає в тому, компонентів наступне, мас. %: що введення до складу шихти стеаринової кислоголчатий кокс - 80,55 ти забезпечить стабільність пресмаси, дозволить кам'яновугільний пек - 19,0 знизити тиск випресовки заготовок, а отже, оксид заліза (3*) - 0,3 внутрішні напруги і оптимізувати гранулометричпластифікуюча доний склад голчатого коксу, що забезпечить знибавка - 0,15 ження дефектності (браку) і підвищення якості заГранулометричний склад голчатого коксу, мас. готовок. Вміст стеаринової кислоти менше %: 0,1мас.% не має істотного впливу на якість 16-4мм - 35 продукції, а більше 1,0мас.% знижує властивості менше 0,071мм - 15 міцності електродів. 4-0,071мм - 50 Випробування проводили з використанням Виготовили заготовки графітованих електродів прожареного нафтового і пекового голчатого коксу. діаметром 500мм. Приклад 1. Готують шихту, що складається з Порівняльна характеристика різних складів нафтового голчатого коксу з оцінкою шихти наведена в Таблиці 1. 5 66555 6 Таблиця 1 Склад шихти і найменування показників 1 Гранулометр. Склад шихти, мм.: 4-16 менше 0,071 4-0,071 Склад компонентів: Прожарений голчатий кокс кам'яновугільний пек оксид заліза (3*) пластифікуюча добавка Шихта по ВТІ 2.05.98 2 Шихта по патенту №1790136 3 Шихта, що заявляється Приклад 1 Приклад2 4 5 16-22 14-20 решта 11-19 12-16 41,5-57,9 25 19 56 30 15 55 77,5-81,9 18-22 0,1-0,5 76,5-80,9 19-23 0,1-0,5 75,85 23,0 1,0 0,15 80,55 19,0 0,3 0,15 В таблиці 2 наводяться якісні характеристики електродів, виготовлених з вказаних складів шихти. Таблиця 2 Найменування показників 1 .Брак графітованих заготовок, абс. % 2. Об'ємна густина графіту, г/смі 3. Питомий електроопір, мкОм м 4. Мех. міцність, Мпа – при вигині ВТІ 2.05-98 10-25 1,67-1,73 5,0-6,5 9,0-12,8 Дані Таблиць 1 і 2 підтверджують доцільність співвідношення гранулометрії коксу і додаткового введення в шихту стеаринової кислоти як пластифікуючої добавки. При її використовуванні брак по тріщинах електродних заготовок понижений більш, ніж в три рази в порівнянні з прототи Комп’ютерна верстка М. Клюкін Склад шихти Патент Росії Шихта, що заявляється №1790136 Прик.1 Прик.2 3-5 0,8 1,0 1,57-1,60 1,68 1,7 5,5-6,5 5,0 5,5 7,8-12,5 12,5 13,0 пом, тобто дефектність заготовок знижується, їх фізико-механічні властивості практично не змінюються. Джерела інформації: [1] ВТІ 2.05.02 ВАТ "Укрграфіт". [2] Патент РФ №1790136, кл. С01В31/02. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601