Електродна маса для самовипалювальних електродів рудовідновлювальних електропечей

ЭЛЕКТРОДНАЯ МАССА ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРОДОВ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ, включаетцая термоантрацит, кокс и каменноугольный пек, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механической прочности и термостойкости, она дополнительно содержит непрокаленный антрацит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Термоантрацит 25-50 Кокс 25-50 Непрокаленный антрацит 1-20 Каме н ноуголь ный Остально пек 1057417 Изобретение относится к электротермическим процессам, в частности ' к электрометаллургии ферросплавов, цветных металлов и сплавов, к электротермии фосфора, карбида кальция, и предназначено для использования 5 при изготовлении непрерывных самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей. Известна углеродная масса для самообжигагощихся электродов flj Ю следующего состава, вес.%: Полукокс 20-45 Каменноугольный пек 20-28 Термоантрацит Остальное jg Недостатком данной массы является высокая реакционная способностьf обусловленная использованием полукокса, которая отрицательно сказывается на стойкости рабочего кон20 ца самообжигакщегося электрода. Наиболее близкой к предлагаемому является электродная масса для самообжигающихся электродов рудовосстановительнык электропечей [21 следующего состава, вес,%: ^ Термоантрацит 30-60 Кокс 20-55 Каменноугольный пек 20-28 Однако известная электродная 30 масса не обеспечивает требуемый уровень качества электродов. При формировании самообжигающегося электрода на действующих рудовосстановитель ных элэктропечах термо-35 антрацит, подвергаясь вторичному нагреванию, проявляет себя как обычное твердое тело. Следовательно, поведение наполнителей, в которых практически завершены процессы усад- ^д ки и поведение связующего (каменноугольный пек ), которое подвергается термической деструкции, при их взаимодействии значительно отличается. Это обусловливает возникновение больших напряжений в местах контакта 45 связующего и наполнителей и приводит к образованию микротрещин. При использовании в составе электродных масс в качестве наполнителя термо50 антрацита не всегда обеспечивается его прочная связь со связующим. Непрокаленный антрацит 1-20 Каменноугольный пек Остальное Основное отличие прокаленного антрацитя (термоантрацита) от непрока ленного заключается в своеобразии поведения последнего при прокаливании. При первичной термообработке изменение размеров частиц происходит под влиянием нескольких Факторов, в частности стремление увеличить амплитуду тепловых флуктаций приводит к увеличению размеров, а частичная деструкция и ликвидация ориентационных эффектов при температурах выше 500 °С сникает размеры Чс-стиц. В результате наблюдается медленнртй рост размера частиц антрацита чри повышении температуры до 700-800°С Т после чего реет прекращается и начинается усадка вплоть до 1200°С (температура получения термоантрацита ). Деструкция и ликвидация ориентационных эффектов носят необратимый характер, поэтому при охлаждении уменьшение размеров частиц происходит только вследствие снижения амплитуды тепловых флуктуации атомов и молекул и более интенсивно, чем рост размеров при нагревании. В итоге размеры частиц охлажденного термоантрацита всегда меньше размера исходных частиц. При повторном нагреве термоантрацит ведет себя как обычное твердое тело, т.е. кривые изменения размеров или нагревании и охлаждении совпадают. Каменноугольный пек, используемый в качестве связующего, при нагревании в результате деструкции также уменьшается а объеме. Практика изготовления композитных материалов путем обжига свидетельствует, что изделие тем прочнее, чем ближе свойства составляющих компонентов . Оптимальное содержание непрокаленного исходного антрацита в шихте составляет 1-20%. Уменьшение доли неирокаленного исходного антрацита менее 1% не оказывает существенного влияния на физико-механические хаЦель изобретения - повышение мерактеристики углеродистых масс, а ханической прочности и термостойкосувеличение его доли выше 20% привоти электродов. 55 дит к некоторому увеличению удельПоставленная цель достигается ного электросопротивления массы. тем, что электродная масса для самоУвеличение содержания термоантраобжигающихся электродов рудовосстацита более 50% приводит к снижению новительных электропечей, включаюмеханической прочности электродаf щая термоантрацит, кокс и каменно60 а уменьшение его количества ниже угольный пек, дополнительно содержит 25% влечет снижение термической непрокаленный антрацит при следуюстойкости угольного блока. соотношении компонентов, мас*%: Повышение содержания каменноугольТермоантрацит 25-50 ного кокса выше 50% приводит к сниКокс 25-50 жению термической стойкости элек 1057417 трода, а уменьшение доли его ниже 25% вызывает понижение механической прочности электрода. Содержание каменноугольного пека должно составлять 20-28%. Увеличение каменноугольного пека более 28% вызывает его перерасход и требует значительных затрат энергии на коксов ание электрода, а уменьшение количества пека менее 20% не обеспечивает прочной связи компонентов 10 между собой, а также резко снижает физико-механические свойства электрода . Электродную массу изготавливают следующим образом. Термоантрацит и кокс прокаливают при 1200-1300°С, после чего термоантрацит подвергают дроблению по фракции менее 20 мм, а кокс и непрокаленный исходный антрацит - до фракции 0-4 мм с последующим рассе- 20 вом на барабанных ситах или грохотах. Подготовленные материалы дозируют по видам сырья и гранулометрическому составу в соответствии с заданной рецептурой массы, а затем вместе со связующим подают в смесители, где осуществляется их перемешивание в течение 3-5 мин при 130180°С. После перемешивания в смесителе углеродная масса подвергается 30 виброобработке и поступает на формовочную машину, где она формируется в брикеты и по транспортеру подается в короба, в которых доставляется на склад готовой продукции или в плавильные цеха для загрузки в само- 35 обжигающиеся электроды. не более 10,5, сера не более 1,0, влага не более 5,0, Фракция, мм Содержаиие,% , 1-4 30-70 1 30-70 Каменноугольный пек для приготовления электродной массы (ГОСТ 1020073 ) имеет следующие показатели: Температура размягчения,°С 6 5-70 Зольность, % Не более 0,3 Содержание воды в пеке,% Не более 0 ? 5 Выход летучих веществ,% 53-63 Непрокаленный антрацит для приготовления электродной массы (ГОСТ 9804-75) имеет следующие показатели: Не более 5 Зольность, % Содержание рабочей влаги, % Не более .6,0 Содержание общей серы, % Не более 2 0 Содержание,' Фракция, мм 30-70 1-4 30-70 J.1 Каменноугольный пек (ГОСТ 10200-73) имеет следующие показатели: Температура размягчения,°С 65-70 Зольность, % Не более 0,3 Содержание воды в пеке, % Не более 0,5 Выход летучих веществ,% 53-63 Непрокаленный антрацит (ГОСТ 9804Термоантрацит для приготовления имеет следующие показатели: электродной массы (ГОСТ 4794-75) 40 75)Зольность,% содержит золы не более 5,0%, влаги Не более 5 не более 1,5%, удельное электросоСодержание 2 противление не более 1000 Ом-мм /м. рабочей Фракция, мм Содержание, % влаги, % Не более 6,0 Содержание 45 20 5 общей се10-20 ры, % 30-35 Не более 2,0% 4-10 25-30 Фракция, мм Содержание, % 1-4 30-40 1-4 30-70 Каменноугольный кокс для пригоL\ 30-70 50 товления электродной массы Содержание компонентов в составак (ГОСТ 18686-73 ) содержит,%: зола электродных масс приведено в табл. 1, ' Т а б л и ц а 1 Содержание в составе. вес. % Компонент 1 (про1 3 4 тотип )} 30 25 25 50 37 ,5 Термоантрацит 45 Кокс 25 37 /5 37 50 3d Непрокаленный исходный антрацит 1 10 10 20 5 _ 1г I Каменноугольный пек 20 24 1 20 28 1 LA 24 L—6— 20 1057417 'в час с выдержкой при конечной тем пературе 3 ч. Результаты испытаний обожженных об. раэцов электродных масс различных сое* тавов ТУ 48-12-8-79 приведены в табл.2, Пробы изготовленный электродных масс помещают в металлические кожухи диаметром 60 мм и высотой 300 мм и нагревают в печи без доступа воздуха до 900°С со скоростью 100°С Т а л и ц а Состав Показатели 1 (прототип ) Механическая прочность на раз2 рыв, кгс/см 17 Г 6 18,2 19,1 20,9 18,6 22,8 5,34 5,28 5,19 5,02 5,23 5,01 117,4 114,1 108,6 103,1 112,1 106,2 Критерий термостойкости, Вт/м 778 809 903 1042 947 1112 Окисляемость, % 12,8 10,6 9,2 8,6 8,8 8,4 Коэффициент линейного расши6 рения 10~ 1/°С « Модуль Юнга г 2 10 кг/см^ Использование изобретения позволяет повысить физико-механические характеристики предлагаемой массы по сравнению с известной. Увеличение механической прочности, а также снижение коэффициента линейного расширения и модуля Юнга обеспечивают повышение термической стойкости электрода. Редактор А.Огар Заказ 9499/25 При использовании предлагаемой электродной массы наряду с улучшени35 ем эксплуатационных показателей работы самообжигающихся электродов достигается снижение себестоимости 1 тонны массы на 5-15 руб. благодаря применению непрокаленного 40 исходного антрацита мелких фракций вместо термоантрацита и кокса. Составитель О,Веретенников Техред,И.ііетелева Корректор О.Билак Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4