Спосіб виготовлення електродної маси

п ис Союз Советских Социалистических Республик ЗОБРЕТЕ 01)100151 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 0 4 . 1 1 . 8 1 (21) 3352759/24-07 с присоединением заявки № Государственный комитет Опубликовано 281) 2£3. Бюллетень № 8 Дата опубликования описания 28.0 2.83 (71)Заявитель Н 05 В 7/09 (23) Приоритет — СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (51)М.Кл.3 (53)УДК 621.365 . 22(088.8} М.И. Гасик, А.Н. Порада, В.Т. З у б а н о в , В.В. Кашкуль, А . Г . Гриншпунт, Г.А. Д у н а е в , В.Ф. Лысенко и П.П. Логинов Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ МАССЫ 1 Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в электрометаллургии ферросплавов, цветных металлов и сплавов, производстве желтого фосфора, карбида кальция' и др. при изготовлении углеродистых электродных и анодных масс для самообжигающихся электродов и анодов. Известен способ изготовления электродной массы, состоящей из термоан-ч трацитз {по ГОСТ 4794-75 ), прокаленного металлургического кокса ( п ,о ГОС 18686-73 ) и связующего, предпочтительно каменноугольного пека. Твердые углеродистые материалы и связующее смешиваются, а готовая смесь представляет углеродистую массу для непрерывных самообжигающихся электродов [1 ]. Практика работы самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей на электродных массах, приготовленных по известным способам производства, свидетельствует, что электрод после обжига не всегда обладает высокими физико-механическими свойствами, еще сравнительно часто имеют место обрывы и околы рабочего 10 15 20 25 30 конца, что вызывает остановки и простои электропечей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления электродной массы для самообжнгающихся электродов рудовосстановительных печей, при котором твердые углеродистые материалы дробят, просеивают, дозируют по гранулометрическому составу, смешивают их со связующим и формуют [ 2 ] . Приготовленная таким способом углеродистая электродная масса не всегда обладает высокими физико-механическими свойствами. Самообжигающийся электрод после обжига имеет недостаточную эксплуатационную стой— • кость, еще сравнительно часто имеют место обрывы и сколы рабочего конца электрода по термическим трещинам, что вызывает остановки и простои элек» тропечей. Трещины появляются на поверхности и развиваются к центру электрода s результате термических напряжений в процессе охлаждения и последующего нагрева. Наибольшие термические нагрузки, связанные с тепловыми ударами, возникают в обожженной части электрода при его охлаждении в результате отключения печи, 1001517 извлечении из рабочего пространства или одновременной эагруэке большого количества холодной шихты. Поверхностные слои электрода при этом быстро охлаждаются и сжимаются, в то время как внутренние имеют более высокую температуру и препятствуют сжатию. В результате этого в центре электрода возникают напряжения сжатия, а на по* верхности - растяжения. ; ЦеЛЬ ИЭОбретеНИЯ ПОВЬПІІЄНИЄ Т Є р ~ 10 мической стойкости и снижение расхода самообжигающихся электродов, Поставленная цель достигается тем_, что согласно способу изготовления электродной массы для самообжи15 гающихся электродов, перед дроблением твердые углеродные материалы дополнительно прокаливают совместно с кремнеземом при 1б00-1800°С в течение 0,5-3 ч, причем вес кремнезема составляет 0,25-0,45 от веса смеси. 20 В процессе прокаливания при 1600- ' 1800° С твердого углеродного материала! совместно с кремнеземом в результате высокотемпературных превращений происходит образование комплексного ма- 25 териала, в котором прографитированный углерод распределяется равномерно и окружает пленкой каждую частицу карбида кремния, образовавшегося по реакции SiO2 + ЗС = SiC -+2С0. 30 При этом сохраняется полностью каркас из частиц прографитированного углерода. Образованный комплексный материал обладает высокой электропроводностью, высокой термической стойкостью, что 35 в совокупности с низкой реакционной способностью обеспечивает улучшение качества электродной массы, увеличивает термическую стойкость само40 обжигающихся электродов и снижает их расход. Проведенный комплекс исследований показал, что после совместного прокаливания углеродного материала и кремнезема в случае увеличения доли 45 последнего выше 0,45 не обеспечивается непосредственная связь между частицами образовавшегося карбида и графита. В результате этого происходит увеличение удельного электросопротив- 50 ления материала. При уменьшении доли кремнезема менее 0,25 не обеспечивается высокая термическая стойкость рабочего конца электрода и наблюдается повышенный 55 их расход. При температурах ниже 1600°С реакции карбидо- и графнтообра,зования идут медленно, а выше 1800°С наблюдается термическая диссоциация образовавшихся в процессе нагрева кар- 60 бидов , что уменьшает термическую стой кость„ При продолжительности прокаливания менее 0,5 ч не обеспечивается полное протекание реакций карбидо- и 65 графитообразования, а свыше 3 ч прокаливание нецелесообразно, поскольку свойства материала не изменяются, а увеличение продолжительности прокаливания приводит к непроизводительным затратам электроэнергии. П р и м е р . При изготовлении электродной массы для самообжигаю- < 'щихся электродов осуществляют следующие операции. Термоантрацит, антрацит, кокс и другие углеродные материалы прокаливают совместно с кремнеземом при 1600-1800°С в течение 0,5-3,0 ч, после чего они подвергаются дроблению до фракции менее 20 мм с последующим рассевом 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 смеситель , где осуществляется их перемешивание в течение 3-5 мин при температуре 130-180°С. После смесителя расплавленная электродная масса заливается в формы с получением брикетов, загружаемых в масообжигающиеся электроды . Результаты испытаний свидетельствуют , что использование предлагаемого способа приготовления электродной массы позволяет повысить механическую прочность на 40%, коэффициент теплопроводности в 1,6 раза, в критерий термостойкости более чем в два раза. Анализ результатов испытаний свидетельствует, что расход электрода, работающего на предлагаемой электродной массе,оказался на 21% ниже, чем у сравниваемого электрода. Использование электродной массы, приготовленной предлагаемым способом, позволяет значительно увеличить термическую стойкость самообжигающихся электродов. Формула изобретения Способ изготовления электродной массы для самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей, при котором твердые углеродистые материалы дробят, просеивают, дозируют по гранулометрическому составу, смешивают их со связующим и формуют, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термической стойкости и снижения расхода самообжигающихся электродов, перед дроблением твердые углеродистые материалы дополнительно прокаливают совместно с кремнеземом при температуре 1600-18ОО°С, в течение 0,5-3,0 час, причем вес кремнезема составляет 0,25-0,45 от веса смеси. 1 1001517 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гасик М.И. Самообжигающиеся • эдектроды рудовосстановительных Редактор А. Фролова • электропечей. М., "Металлургия", 1976, с. 386. 2. Струнский Б.М. Руднотермические плавильные печи. М., "Металлургия", 1972. Составитель Б. Пономарев Техред Е.Харитончик Корректор Н. Король Заказ 1455/77 Тираж 843 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