Углеродсодержащая масса для получения углеродных изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 В 31/02

1

0 (й

)(„р

I (>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4725811/26 (22) 08,06,89 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (72) А.Н. Селезнев, И.О, Полонский, Д.А.

Трапезников и С,А. Сурков (56) Авторское свидетельство СССР

N 391105, кл. С 04 В 35/54, 1971. (54) УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩАЯ МАССА ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к технологии-получения углеродных материалов. Цель— улучшение физико-механических свойств и повышение однородности структуры готоИзобретение относится к области получения углеродных материалов.

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств и повышение однородности структуры готовых изделий, Углеродный материал готовят следующим образом, Нефтяной кокс марки КНПС по ГОСТ

22898-78 прокаливают при 1250 С и измельчают в шаровой мельнице, после чего рассеивают, получая фракцию — 1,2+ 0,3 мм, после чего на сите с размером ячейки 0,8 мм отсекают часть фракции свыше 0,8 мм, Далее смешивают ее с таким же образом полученным натуральным графитом той же фракции в соотношении 1;12 — 12, далее смешивают с мелкой фракцией того же кокса,—

0,2 мм, в таком количестве, чтобы содержание крупной фракции лежало в интервале

15 — 25 мас.% от всей шихты, после чего смешивают с каменноугольным пеком марки

ЯЛ, 1765113 А1 вых изделий. Сущность способа заключается в том, что в качестве углеродсодержащей массы для изготовления углеродных изделий используют массу следующего состава, мас,%: прокаленный кекс фракции 0,8-0,3 мм 11,2 — 18; прокаленный кекс фракции 0,2 мм 59,0 — 65; натуральный графит фракции

0,8 — 0,3 мм 0,8 — 2; каменноугольный пек— остальное. Плотность углеродного материала составляет 1730 — 1760 кг/м, предел прочности при сжатии, изгибе и растяжении

49,2 — 52,8 МПа, 24,5 — 26,3 МПа 14,6 — 15,3

МПа соответственно, количестве дефектов

2-3 на 1 см . 1 табл.

"А" по ГОСТ 10200-83 так, чтобы его содержание в массе составило от 21 до 23 мас.%.

После чего массу прессуют продавливанием через мундштук при давлении 15-20 МПа, Полученные таким образом заготовки, диаметром 200 мм и длиной 500 мм обжигают до 1250 С за 323 ч. после чего пропитывают тем же пеком, предварительно вакуумируя нагретые до 350 С заготовки до 1 10 МПа в течение 0,5 ч, далее заливая их пеком с температурой 200 С и выдерживая при этой температуре под давлением 0,6 МПа в течение 3 ч. После этого вновь обжигают по тому же режиму и графитируют до 2500 С за 40 ч. Зависимость свойств углеродного материала от количественного содержания компонентов в углеродсодержащей массе показана в примерах.

Пример 1. Содержание прокаленного кокса фракции — 0,0+0,3 мм составляет

11,2 мас. / прокаленного кокса фракции—

0,2 MM — 65 мас,% содержание натурального

1765113 графита фракции — 0,8+0,3 мм — 0,8 мас.% содержание пека при этом 23 мас.%. Прессование проводят под давлением 15 МПа.

Готовый графит имеет плотность 1760 кг/м, предел прочности при сжатии 49,2 5 з

МПа, предел прочности при изгибе 24,5

МПа, предел прочности при растяжении

14;6 МПа, удельное электросопротивление

12,9 10 Ом м, однородность структуры материала составляет 2 дефекта с характер- 10 ным размером более 1 мм на 1 см поверхности заготовки.

Остальные примеры выполнены в соответствии с примером 1, но при различном содержании компонентов в массе. 15

Пример (по прототипу). Шихту для получения графита образуют путем смешивания искусственного графита фракции — 0,5 мм в количестве 35 мас.% прокаленного кокса той же фракции в количестве 25 20 мас.%, непрокаленного кокса фракции 0,1 мм в количестве 25 мас,о и в шихту при смешивании добавляют 25 мас.% каменноугольного пека. Далее прессуют, обжигают, пропитывают, повторно обжигают и графи- 25 тируют в соответствии с данным изобретением. Полученный углеродный материал имеет плотность 1680 кг/м (прессование не в матрице, а прошивное), предел прочности при сжатии 41 МПа, предел прочности 30 при растяжении 11,9 МПа, предел прочно— 0,8-2,0; — остальное

ПротоХарактеристика

Примеры реализации изобретения

Примеры за рамками формулы изобретения тип

3 4 5

Содержание прокаленного кокса фракции - 0,8+0,3 мм, мас ь . - 11 2 18

15 11

Содержание прокаленного кокса фракции - 0,2 мм, ма с. ь

52,8

61 5 62

53

Содержание натурального графита фракции - .

0,8+0,3 мм, мас.ь

0,8

3 6

24 20

1,5

23 21

22,2

Плотность готового графита, кг/мз

1680 1760 1730 1750 1720

1700

Предел прочности при сжатии, НПа

41 4,2 52,8 51,3

45 44,4

Предел прочности при изгибе, МПа

20 24,5 25,1

26,3 22,4 21,9

14,7 12,1 12,4

10,8 13,9 13,2

Предел прочности при растяжении, ИПа

11,9 14,6

15,3

Удельное сопротивление, 1О Ом м

14,8 12,3 10,1

Однородность структуры дефектов на 1 смз

3,8 3,4

3,3 2

Содержание каменнонугольного пека в массе,мас.4 сти при изгибе 20 МПа, удельное электросопротивление 14,8 10 Ом и однородность структуры характеризуется 3,9 дефектами на 1 см, Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Как следует из анализа табличных данных, предложенный способ позволяет по сравнению с прототипом на 13,8о повысить уровень свойств получаемого материала и на 22,1 повысить однородность его структуры.

Формула изобретения

Углеродсодержащая масса для получения углеродных изделий, содержащая прокаленный кокс, графит и каменноугольный пек, отличающаяся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств и повышения однородности структуры готовых изделий, она содержит натуральный графит фракции — 0,8 — 0,3 мм и прокаленный кокс фракций 0,8 — 03-мм 0,2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Прокаленный кокс фракции 0,8 — 0,3 мм — 11,2 — 18,0;

Прокаленный кокс фракции 0,2 мм — 59,0-65,0;

Натуральный графит фракций 0,8 — 0,3 мм

Каменноугольный пек