Огнеупорная масса для самообжигающихся электродов

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ САМООБЯМГАЩИХСЯ ЭЛЕКТРОДОВ РУДОВОССТУ .НОВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ, включающая термоантрацит, кокс и каменноугольный пек, отличающаяс я тем, что, с целью повышения теплопроводности , химической стойкости и уменьшения электросрпротивления. за счет снижения температуры начала графитации электродов, ома дополнительно содержит шлам фильтроочистных сооружений абразивного Производства при следующем соотношении компонентов, вес.%: Термоантрацит 25-50 Кокс15- 0 Каменноугольный пек20-28 Шлам фильт3 роочистных сооружений абразивного производства

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1% (11) бас о4 в 35/54; н о5 В 7/06 з

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ (21) 3343458/29-ЗЗ (22) 06. 10.81 (46) 30,04.83. Бюл,- М 16 (72) M. И. Гасик, А. Г. Гриншпунт, В. В, Кашкуль, А. Н. Порада, В. Т.Зубанов и Г, А. Дунаев (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) Ь66.764 .4(088.8) (56) 1. Гасик M. И. Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных электропечей. M., "Иеталлургия", 1976, с. 386, 2. Авторское свидетельство СССР H 783366, кл . С 25 В 11/12, 1980 .(прототип), (54)(57) ОГнеупОРнАя МАссА Для сАМ0ОБЖИГАКЦИХСЯ ЭЛЕКТРОДОВ РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ, включаю-щая термоантрацит, кокс и каменноугольный пек, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения теплопроводности, химической стойкости и уменьшения электросрпротивления, за счет снижения температуры начала графитации электродов, она дополнительно содержит шлам фильтроочистных сооружений абразивного производства при следующем соотношении компонентов, вес А:

Термоантрацит 25-50

Кокс 15-40

Каменноугольный пек 20-28

Шлам фильтроочистных

I сооружений абразивного производства

5-40

1014818

Изобретение относится к электротермическим процессам, а именно к электрометаллургии ферросплавов, цветных металлов и сплавов, к электротермии фосфора, карбида кальция и др., и предназначено для иСпользования его при изготовлении непрерывных самообнигающихся электродов рудовосстановительных электропечей.

Известно, что непрерывные самообжигающиеся электроды. рудовосстановительных электропечей состоят из металлического кожуха, изготовленного предпочтительно из стали и углеродистой электродной массы, включающей термоантрацит, прокаленный металлургический кокс и связующее, предпочтительно каменноугольный пек, Твердые углеродистые материалы и связующее смешиваются, а готовая смесь представляет собой углеродистую массу для формирования непрерывных самообжигающихся электродов 1 ).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является углеродистая электродная масса,, содержащая, Ф: термоантрацит 10-40; кокс

10-40; карбид кремния 25-50; каменноугольный пек 18-28; j 2 )

Однако вводимый специально синтезированный карбид кремния, улучшая свойства массы, является силь но абразивным материалом и, проходя по трактам технологической схемы производства электродной массы, приводит к преждевременному износу технологического оборудования.

В результате графитации рабочего конца самообжигающегося электрода резко улучшаются его свойства, Так, теплопроводность повышается в 1012 раз, окисляемость графитированного рабочего конца электрода по сравнению с неграфитированным уменьшается в среднем в 2-4 раза, отчего . снижаетсл расход электрода, С началом процессов графитации возрастает и термическая стойкость рабочего конца электрода, а удельное электросопротивление снижается в 10- 15 раз. Следовательно, снижение температуры начала графитации рабочего конца самообжигающегося электрода имеет весьма важное значение для практики эксплуатации самообжигающихся электродов и работы дуговых

35 рудовосстановительных зле ктропечей в целом, качество рабочего конца самообжигающегося электрода в значительной мере зависит от теплопроводности используемой электропроводной массы, В этой связи весьма актульной задачей является разработка на уровне изобретений новых составов электродных масс, имеющих высокую теплопроводность и обладающих повышенной склонностью к графитации, что беэусловно увеличивает

15 надежность работы самообжигающихюя электродов и всей электропечи в целом.

Цель изобретения - повышение теп20,, лопроводности, химической стойкости и уменьшение теплопроводности за счет снижения температуры начала графитации самообжигающихся электродов.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная .масса для самообжигающихся электродов рудояосстановительных электропечей, включающая термоантрацит,, кокс и каменноугольный пек, дополнительно содержит

30 шпам фильтроочистных сооружений абразивного производства при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Термоантрацит 25-50

Кокс 15-40

Каменноугольный пек 20-28

Шлам фильтроочистных соору- . жений абразивного

40 производства 5-40

Шлам фильтроочистных сооружений абразивного производства может иметь следующий состав, вес.ь: В 1-15; Si

1 15t В4.сь 5-301 Sic 10-50; А1209 1-5у

45 5102 1 10; AI C 5"20.

Металлы, окислы, карбиды и сксикарбиды бора, алюминия, кремния и железа в составе углеродных материалов оказывают пасивирующее влияние на реакционную способность углеродных материалов по отношению к кислороду и реакционным йечным газам, выделяющимся на колошнике печи, Они каталитически воздействуют на процесс

55 графитации, увеличивают электропроводность электрода, полсжительно влияют на характер изменения труктуры и пористого строения рабочего конца.

3 1014

Выбор комплексных металлооксикарI бидных шламов фильтроочистных сооI ружений абразивного производства как доЬавки, улучшающей качество электродной массы и повышающей эксплуатационную стойкость самообжигающихся электродов, подтверждается террией графитации, согласного которой карбиды, составляющие основу.металлооксикарЬидных шламов, при нагревании разлагаются с образоваНием графита и паров металла. Установлено, что электродные массы, содержащие не менее 254 термоантрацита, обладают наиболее высокими физико-механическими характеристиками.

Увеличение содержания термоантрацита более 504 влечет за собой снижение механической прочности рабочего конца электрода, а уменьшение его доли ниже 25Ж ведет к уменьшению термической стойкости угольного блока.

Оптимальное содержание в составе предлагаемой электродной массы составляет 15-404. Снижение его количества менее 154 оЬуславливает понижение механических свойств электрода. При увеличении его более 404 происходит снижение термической стойкости электрода.

Содержание металлооксидокарбидных шламов фильтроочщ:тных сооружений абразивного производства в составе предлагаемой электродной массы должно находиться в пределах

5-404. Уменьшение их количества менее g4 не оказывает существенного влияния на свойства электрода. Повышение доли металлооксидокарЬидных яламов более 40 не приводит к даль нейшему изменению свойс-:в электродных масс.

818 4

Одним из факторов оЬеспечения эксплуатационной стойкости самообжигаюющихся электродов является. оптимальное содержание связующего в сосS таве электродных масс, Установлено, что содержание связующего должно сос" тавлять 20-284. Электродная масса с содержанием каменноугольного пека

Ьолее 284 требует значительных эат1ф рат энергии на коксование электрода и не обеспечивает оптимального уровня и положения зоны коксования. Уменьшение количества пека менее 20 ь не.обеспечивает прочной связи .компонентов между собой и резко снижает физико-механические свойства самообжигающихся электродов.

Углеродистую электродную массу приготовляют следующим образом.

Твердые углеродные компоненты прокаливают при l200- 1300 С, посб ле чего они подвергаются дроблению с последующим рассевом на барабанных ситах или грохотах, Нодготовленд ные материалы дозируют по видам оырья и гранулометрическому составу в соответствии с данной рецептурой массы, а затем вместе со связующим подают в смеситель, где осуществля30 ется их перемешивание в течение 35 мин при 130-180 С, после чего масо са заливается в пять форм с получением брикетов, загружаемых в само,обжигающиеся электроды.

Для подтверждения теоретических предпосылок воэможности использования металлооксидокарбидных шламов абразивного производства в составе электродных масс в идентичных условиях проводят сопоставительный анализ предлагаемой массы с известнои.

Составы предлагаемой и известной электродных масс представлены в табл. 1.

1014818

СЭ

° . л.

) 1 л

С3

°

С7

-м

Ф

СЧ

)Ч а

)Ч

1.

I

1

1

1 ! о ! м

1

1

I

I

I >X о

I X

I 1"

I О

1 Q

1 Ю>

1 C>)

C о

Cl х о а с х х

l о

I X

LI a х );3 ф ф х ф о з

Y Z

Я х а

Л х

1

I

1

I

I

I

I

I

)X

1 =У

Щ

1 CL

I I»

I I

1 Ю

1 а

1 OI

I l

1

l

1 !

1

I

1

1

1

1

1

1

I I

I

1 !

I о

I о

dl

C>I

ltI

О

>о

O:

X х

X ф

G. х м

I» ф

Z о с

X о

>Х

X х

4l

:» а е о ф о )о о г

° — I

1 ф 1

«Г I

X t

1 ц 1

)Д !

>t) 1

t

I ф

I L) I L)! Ett

>х

1 0

1 Iv

r cC о

1 Ф

I Ц

1 I»

I Э>

I Ю

I . a.1 ЭФ

I о

I ф

1 Щ

1 ф о

I 1 .

1 ф

I о

1 Х

1 Q! X! X

1 Ф

1 % а

I ф

1 Cf о о

I!

1 I

1 1

I 1 ! 1 ! I Ч,>

I >С) I )Ч

1 1

1 1

1 I

1 I

I I

° 1

1 I

l I

1 t

I LA I LA

I СЧ

1 1

I 1

I I

)> )

I I

I I

1 1

1 I LA а

I -Ф 1

I I М

1 I

1 )

Р )

1

1 I

I I а

I М I cV

1 I

1 I

1 1

I 1

))

I . I

I I

I 1

) о ! )Ч М

1 1

I I

I 1

I I

I 1

1 1

) 1

1 1

1 > 1

1 о

1 ° I

I I

1 I

I

1 I

1 I

I

I

I

I !

1

1

t

I

1

l

I

I !

1 !

1

I

1

I >X

1

I !

1

I

1

1

1 ! !

Р 1

LA I

C>I

Ю

Ф 1

СЭ

О \ 1

Ю лм

)Ч 1

LA Cl

CV ФЧ

Y CL о е

Ы Y

4 I

C>t 1

1!

) С:) 1

)Ч 1

I

I!!

1 а!) 1

)М 1

I

1.о C>I !

1!

С,> 1

)Ч I

1

I с:) :Ч

1

I

I!

1

).)

C>t l!

I

I

1!

I х ф I! 1!

1 I!

Q ) I

CO 1

Ill I .. о

7 1014818 8

Каждый состав готовят-,отдельно в и высотой 300 мм и нагревают в пео

400-литровом обогреваемом паром чи без доступа воздуха до 900 С со смесителе при 135-140 С и продол- скоростью 100 С в 1 ч с выдержкой жительности перемешивания 50 мин, при конечной температуре 3 ч. Готовую углеродистую электродную у Полученные отожженные образцы из массу Формуют в сухих металличес- известной и предлагаемой углеродиских формах в брикеты весом 2-3. кг. тых масс подвергают испытаниям, реИзготовленную массу помещают в ме- зультаты которых представлены в т таллические кожухи диаметром 60 мм табл. 2 (согласно ТУ 48-12-8-79).

Т а б л и ц а 2

Углеродистая масса

Показатели известная

1 2 3

Теплопроводность, Вт/м

4,6 4,8 4,2 3,9 4,7

2,6

2,2

Удельное электро:сопротивление, Ом "мм/м2

96 7 95 1 85 1 83,9 87,6 91 4 84,.6

В результате испытаний установлено также, что использование предлагаемой электродной массы позволяет увеличить теплопроводность электродов на 15-254 и расширить сырьевую базу за счет введения в состав массы комплексных металлооксидокарбидных шламов фильтроочистных

Составитель В. Соколова

Техред М.Коштура Корректор О. Ьилак

Редактор М. Рачкулинец

Заказ 3122/18 Тираж 622

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Проведенные рентгеноконструктивные, а также теплофизические и электрические исследования свидетельствуют, что графитация самообжигающегося электрода при использовании предлагаемой электродной массы начинается при 1600-1700оС, т,е. на 150250oG раньше, чем при использовании известной электродной массы. 3$ сооружений абразивного производства, Применение изобретения позволяет снизить себестоимость 1 т массы за .счет использования комплексных металлооксидокарбидных шламов фильтроочистных сооружений.

Днализ результатов испытаний . свидетельствует, что расход электрода, работающего на предлагаемой электродной массе, на 8-93 ниже, чем у электродов, работающих на ;. известной массе, У электрода, работающего на предлагаемой массе, отмечается более стабильный электрический вежим плавки, при этом удельный расход электроэнергии снижается на 0,43.