Состав для пропитки углеграфитовых изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.80„„1212941 (51) 4 С 01 В 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3651605/23-26 (22) 28.06.83 (46) 23. 02. 86. Бюл. У 7 (71) Восточный научно-исследовательский углехимический институт (72) В.В.Мочалов, П.Д.Пистрова, Е.Г.Зайдис, Г.В.Плевин и Л.И.Сычева (53) 661.666.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 721455, кл. С 10 С 3/00, 1978.

Фиалков А.С ° Технология и оборудование электроугольного производства.

М.-Л.: 1958, с.212-213.

Авторское свидетельство СССР

У 182827, кл. С 10 С 1/ 16, 1949. (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ УГЛЕГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий вы-. сокотемпературный пек и каменноугольное масло, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности изделий, он содержит высокотемгературный пек с содержанием в нем 40-60 мас.% нерастворимых в толуоле веществ и 0,2-1,5 мас.Ж нерастворимых в хинолине веществ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокотемпературный пек 60-90

Каменноугольное масло

31-50 лине (ocr-фракции), % 0,2-1,5

Содержание веществ, нерастворимых в толуоле (or,-фракция), % 40-60

Указанный пек не содержит значительных количеств веществ, нерастворимых в хинолине, но отличается повьппенным содержанием веществ, нерастворимых в толуоле, и дает высокий коксовый остаток при обжиге, Пек является изотропным (не содержит мезофаэу), но при нагревании до 300 С переходит в аниэотропное о, состояние (при оптических исследованиях предварительно нагретых образцов в них обнаруживается мезофаза), поэтому данный пек называют иезофазогенным.

Введение в состав мезофазогенного пека в количества, большем чам

90%„ приводит к получению импрегната с температурой разиягчения вьппе 85 С, имеющего ухудшенные рао ологическис свойства. Пек с температурой размягчения 89 С характеризуется вязкостью, в 20 раэ превышающей . вязкость применяемого пека (при 130 С). Импрегнат с такой вязо костью плохо проникает в поры заготовок. При использовании в коипози1 121

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности к составу для пропитки углеграфитовых материалов, и может быть использовано в коксохимической и электродной промьппленности.

Цель изобретения — повышение механической прочности углеграфитовых изделий.

Предлагаемый состав содержит высокотемпературный каменноугольный пек, имеющий следующие характеристики:

Температура размягчения (Т ) 1 20-200 C

Выход летучих веществ (V,), %

Содержание веществ, нерастворимых в хиноции менее 60% иеэофазогенного пека получается импрагнат, имеющий выход летучих, превышающий норму (более 65%).

Б качестве второго компонента состава используют каменноуголь3 ные масла плотностью 1, 00-1, t 4 г/см

При совмещении меэофаэогенного высокотемпературного пека с маслами укаэанной плотности получен состав (иипрагнат), имеющий следуюо щие характеристики: ТО 35-85 С;

V, 46-63%; содержание,-фракции

0,2-1,5%,м -фракции 30-45%.

Пример. K 1000 г пека с указанной характеристикой добавляют каменноугольное масло. Смеси перемао пгивают в течение 1 ч при 200 С.

Характеристика мезофаэогенных пеков дана в табл.1.

Характеристика каменноугольных масел дана в табл,2.

Образцы импрегнатов используют для пропитки, Пропитке в лабораторном автоклаве емкостью 1 л подвергают обожженные электродные заготовки диаматрои

60 мм, длиной 130 им, приготовлен1 ные из промышленных заготовок одной партии прессовки и обжига с плотностью 1,60 г/си и пористостью

21, 1%.

Пропитанные образцы подвергают термообработке при 1000 C (обжиг) о и при 2400 С (графитация).

Соотношение компонентов, характеристики полученных импрегнатов, а также результаты испытаний указаны

3 в табл.3, причем образец 1 не пропитан, а образец 2 пропитан предлагаемым составом; образцы 4-8 пропитаны предлагаемым составом и соответствуют предлагаемому соотношению компонентов, а образцы 10-12 имеют запредельные значения содержания компонентов, Образцы 4-7 имеют близкие характеристики, поэтому для испытаний используют только образец 5.

Из данных таблицы следует, что пропитку заготовок предлагаемым составом (образцы 5 и 8) проводят при пониженных температурах (180—

200 С, в разультате чего получаюто ся образцы, имеющие после обжига наибольший коксовый остаток (49—

50%) а после графитации — иеханическую прочность на 2-3 ИПа превышающую этот показатель для других з 12129 образцов. Кроме того, при использовании предлагаемого состава для пропитки пека с температурой размягчения 123 С получают сравнимые с оптимальными результаты только при темо пературе пропитки 280-300 С (обра- зец 12), однако при этих температурах пек в течение нескольких часов переходит в высоковязкое состояние.

При этом пропитка заготовок соста- 1р вом, содержащим более 90% пека (образец 11) возможна при 220—

240 С, в результате чего получают графитированный материал, имеющий механическую прочность 20,6 ИПа, т.е. аналогичный получаемому при использовании среднетемпературного пека (образец 2). Причем пропитка составом, имеющим низкую температуру размягчения и низкую коксообразующую способность (образец

10), несмотря на высокое содержание импрегната в заготовке, дает графитированный материал с довольно низкой механической прочностью, 25 так как при обжиге и графитации из- делия происходит повьппенное выделение летучих веществ.

Применение для прогитки предлагаемого состава обеспечивает повышение механических характеристик графитируемых изделий. Так, механическая прочность на изгиб иэделий, пропитанных импрегнатом, на 2—

4 MIIa вьппе, чем прочность изделий, 35 пропитанных пеком, полученным по известному способу.

Импрегнат характеризуется низким содержанием, -фракции, что позволяет увеличить кратность использования импрегната для пропитки, и, 41 кроме того, снизить налипание импрег- ната на поверхности заготовок.

Кроме того, улучшаются санитарные условия производства, в частности снижается канцерогенность импрегната. Например, содержание в композиции 3,4-бензпирена, являющегося индикатором канцерогенности, составляет 0 5 — 0,8% против 1,5

2,0% в среднетемпературном электродном пеке.

Таблица!

Содержание фракции, Ж

Пек Т,С V,,%

T 7 1 п 2

1 123 46,2 1,4 40,1 41,5

2 188 31 5 04 59 9 603

Таблица 2

Плотность Пределы э г/см выкипания, С о

Каменноугольные масла

Сольвент-нафта

1,01 110-220

1,02 175-220

1,05 235-300

Фен ольное

Поглотительное

Пековые дистиллаты

1, 14 275-420

1212941

Состав каыпоэицииь

Пех r ь С Х

Содэрнвние фрвкцииь Х т

2 (бвэоэый) 158 . 72

57ь1

9,8 27,0 36,8

123 90 Соль- 10 эентнвфтв

69,0 52,3

1,2

37,2

38,4

64 0 52 5

36,7 38 0

123 90 Феноль- 10 нов

1,3

65,0 52,5 35ь7 36ь9

Погло- 10 тителв". 123 90 ное

72,0 53,9

1, 3.1 23 90

36 1 37,4

62 ° 3 1ь0 32ь3 33ь3

123 60 Погло" 40

-тнтелэное

42,5 42,8

188 62 То ае 38

«ьь 45

22-, 1., 22,9

ИО 409

Оь7 ь

Обраэюц

3 (Известный) Содернвниеь нас.Х

123 55

123 95

123 100

Антрв- 28 ценовое

Пвкоэые 10 дистиллаты рвнтеунстнка компоэиций

85„0 46ь1 0,3

17,0 70 ° 4 Оь8

123,0 46,2 ° 1,4

47,8 48,5

40,1 41,5

1212941

Та блица 3

Температура пропит ки, о

С После пропит ки

После графитацнн в ойкига

Механическая прочность на нзгнб °

МПа

Порнстость, Х совый аток из регната

Х сть яся, *

Содержание нмпрегната в заготовке, Х

Плотно аауща г/см

16,4

28,0

1,59

24,3

21,0

1,69 1,68

40,5

9,6

220-240

t8,9

25,0

1,63 t,62

30,6

8,5

g 20-240

23,0

180-200

23,0

1,72 1,71

49,5

12,0

23,0

23,0

50,0

11,6

21 ° 6

43,6

24,0

9,3

24,1

19,5

13 1 . 43 8

20,6

24,9

44,8

10,2

18,6

26,1

2,4

22е5

23,4

11 4

180 200

220-200

180-200

220-200

220" 240

180-300

Пропитанные углвграфнтовыв изделия

1,72 1,71

1,69 1,68

1,69 1,68

1,69 1, 68

1,62 1,62

1970

Составитель Т.Ильинская

Редактор И.Дербак Техред M.Ïàðîöàé Корректор

Заказ 716/31 Тирак 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4