Углеродсодержащая масса для самообжигающихся электродов

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистнчесник

Республик (ii>960315

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено.180281 (21} 3253665/23-26 (51}М Кд 3

С 25 В 11/12

С 01 В 31/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет —.

Опубликовано 2309.82. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 2309В2

153} УДК621. 035. .21:661.666, .1(088.8) М.И. Гасик, В.В. Кашкуль, В.Ф. Лысен

В.Т. Зубанов, Б.Ф. Величко, Г.А. Ду

В.И. Бондаренко и Л.И. Анелок (72) Авторы изобретен и я

Днепропетровский ордена Трудового Красного- Зиамени металлургический институт(71) Заявитель (54 ) УГЛЕРОДСОДЕРЖИЩ Я МАССА ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩИХСЯ

ЭЛЕКТРОДОВ

20-40

20-26

2-20

2-10

Остальное

Изобретение относится к углеродсодержащим массам, преимущественно для самообжигающихся электродов рудо восстановительных и других печей.

Известна углеродсодержащая масса (1) для самообжигающихся электродов, включающая, мас.Ъ:

Термоантрацит 25-30

Карбид кремния 1-20

Монокарбид.титана 1-20

Каменноугольный пек 18-28

Кокс Остальное

Однако электроды на ее основе имеют высокую пористость и низкую прочность. .Наиболее близким .техническим решением является углеродсодержащая масса (2j, включающая, мас.%:

Термоантрацит 10-40

Карбид кремния 25-50

Каменноугольный пек 18-24

Кдкс Остальное

Недостаток этой массы заключается в том, что самообжигающиеся электроды на ее основе имеют низкую плотность, электропроводность и сравнительно быстро расхОдуются в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — повышение плотности, злектропроводности и снижение. расхода электродов..

Поставленная цель достигается . тем, что углеродсодержащая масса включает, мас.%:

Термоантрацит

Каменноугольный пек

Концентрат газового угля

Графитометаллические сростки

Кокс

Кроме того, она дополнительно содержит концентрат газового угля с содержанием золы 5-8% фракции

0,01-2,0 мм и графитометаллические

20 сростки фракции 0,01-5,0 мм, с содержанием железа 20-40 мас.Ъ..

Применение концентрата газового угля и.графитометаллических сростков в составе предлагаемой массы

25 вызывает улучшение свойств массы и рабочего конца самообжигающегося электрода. Газовый уголь способствует снижению жидкотекучести массы, приводит к повышению плотности скок30 сованного блока самообжигающегося

960315 электрода за счет разложения сложных углеводородов, дополнительно выделяемых при коксованияя угля, и отложении пиролитического углерода в парах блока электрода. Свободный графит и углерод, выделяющиеся при 5 разрушении и разложении сростков, способствуют снижению температуры начала графитации, улучшают электротеплофизические свойства рабочего конца электрода, что в итоге обес- 10 печивает снижение расхода саМообжигающегося электрода.

Содержание в массе 20-40 мас.Ъ термоантраМита является оптимальным.

Увеличение содержания термоантрацита более 40 мас.Ъ влечет за собой снижение механической прочности рабочего конца электрода, а уменьшениее е го доли менее 2 0 ма с . Ъ приведет к уменьшению его термической стойкости.

Уменьшение содержания кокса ниже

20 мас.Ъ вызывает понижение механической прочности электрода. Увеличение доли его более 40 мас.Ъ приво.дит к снижению термической стойкости: электрода.

Уменьшение содержания концентрата газового угля ниже 2 мас.Ъ снижает плотность скоксованного блока электрода; вследствие уменьшения сте-ЗО пейи пиролитического уплотнения, понижает механическую прочность и повышает окисляемость, а увеличение доли его выше 20 мас.Ъ вызывает ухудшение электропроводности и приводит 35 к дополнительным затратам электроэнергии на коксование массы.

Уменьшение концентрации графитометаллических сростков ниже 2 мас.g приводит к .Увеличению,пористости, 4Q снижению плотности, электропроводности, коэффициента теплопроводности и повышению расхода электрода. Повышение содержания графитометалличес-. ких сростков более 10 мас.Ъ снижает физико-механические свойства.

При содержании каменноугольного пека в массе более 26 мас.Ъ увеличивается толщина вяжущей пленки, снижаются прочностные свойства массы, увеличивается расход электроэнергии на ее коксование. При снижение доли пека менее 20 мас.Ъ ухудшается прочность связи компонентов между собой и снижаются физико-механические свойства самообжигающегося электрода. . Дополнительное отличие в составах газового угля и графитометалли-. ческих сростков и размерах используемых фракций. 69

При содержании эолы в газовом угле 5-8Ъ обеспечивается необходимая электропроводность и снижается расход электрода. При количестве золы в угле более 8Ъ ухудшается электропроКаменноугольный кокс (ГОСТ

18686-73), содержащий золы не более

10,5Ъ и имеющий количество летучих не более 1,2Ъ, удельное электросопротивление не более 900 Ом мм /м

Фракционйый составz мм Содержание,Ъ

0,07-1,0 20

Более 1,0 Остальное

Концентрат газового угля, полученный обогащением угля, с содержанием золы 5 — 8 Ъ, выходом летучих

30- 40 Ъ.

Фракционный состав, мм

Более 2,0 .0;5-2,0

0,1,-0,5

0,01-. 0,1

Содержание, Ъ

10-15

40-50

15-25

8-10

Графитометаллические сростки, представляющие собой отходы доменноваграночного производства чугуна, образующиеся в процессе выпуска чугуна из печей, выдержки в миксерах, ковшах и разливки чугуна, в виде композиций графита и застывших металлических корок, скрапин чугуна, т.е. сростков, содержащих 60-80Ъ графита и 20 — 40 мас.Ъ металла (железа).

Фракционный состав, мм

Содержание, Ъ

10-15

15-25

50-60

Более 5

1-5

0,01-1,0 водность и повышается расход электрода, а при содержании эолы менее .ЗЪ свойства электрода изменяются незна-. чительно и сущестаенно увеличиваются затраты по получению угля и его цена.

Оптимальные результаты по теплофизическим характеристикам и расходам электродов достигаются при использовании концентрата газового угля фракции 0,01-2,0 мм, графитометаллических сростков фракции 0,015,0 мм при содержании в последних

20 — 40 мас. Ъ железа.

Пример. Для приготовления углеродсодержащей массы используют исходные компоненты.

Термоантрацит (ГОСТ 4794-75), содержащий золы не более 5Ъ, и имеющий количество летучих не более

0,5Ъ, удельное электросопротивление не более 2000 Ом мм /м .

Фракционный состав мм Сод ержани е, Ъ

Более 20 10

10-20 30-35

4-10 25-30

1-4 30-40

960315

Содержание, мас.4, н составе

Компоненты известном предлагаемом

1 J 2 j 3

Термоантрацит

25 20

23

Каменноугольный кокс

23

20

Карбид кремния

Концентрат газового угля

Графитометаллические сростки

10

Каменноугольный пек

22

22

Каменноугольный .пек со следующими характеристикаии: температура размягчения 65-70 С выход летучих 603, вязкость при 130 С не менее 45 Пз, выход коксового остатка - не менее 503. 5

Приготовление массы указанного состава осуществляют следующим образом.

Термоантрацит, каменноугольный кокс, газовый уголь и графитометаллические сростки подвергают дроблению с последующим рассевом на барабаниых ситах или грохотах. Подготовленные твердые компоненты дозируют по видам сырья и гранулометрическо- 15 му составу в соответствии с рецептурой массы, после чего их одновременно загружают и перемешвают в течение 50 мин в обогреваемых паром шнековых подогревателях гри 2О

130-140 С. Затем смешанные твердые компоненты поступают в смеситель, куда одновременно подают соответствующее количество связующего — каменноугольного пека и осуществляют 75 их перемешивание в течение 3-5 мин при 130-140 С. После смесителя углеродную массу подают на формовочную машину под дейстниегл собственного веса иэ приемного бункера, формуют в брикеты несом 2-3 кг, которые и загружаются н самообжигающиеся электроды.

Для испытаний изготовляют образцы диаметром 60 мм и высотой 300 мм обжигом в металлическом кожухе в печи без доступа воздуха со скорос тью 100 град/ч, до 900 С с выдержкой при конечной температуре н течение 3 ч.

В табл . 1 приведены предлагаемые составы углеродсодержащих масс и известный состав массы, использованные для приготовления образцов.

Результаты выполненных испытаний согласно Ту 28-12-8-72 приведены н табл. 2.

Результаты испытаний свидетельствуют, что использование предлагаемой массы позволяет повысить плотность на 3 — 5 В за счет снижения пористости, увеличить коэффициент теплопронодности на 13 — 20 Ъ, снизить окисляемость на 0,5 В, удельное электросопротивление или соответственно улучшить электропроводность на 8 — 10 Ъ при практически одинаковых значениях механической прочности скоксонанных образцов, что снижает расход электродов при их эксплуатации.

Сравнительные технологические испытания расхода самообжигающихся электродов, изготовленных из предлагаемой углеродистой массы (состав 3). и известной, проводят в печи 160 кВА при выплавке силикомарганца и ферросилиция марки ФС-45. По каждому из вариантов выплавляют по 100 кг ферросплавов.

Расход электродов и электроэнергии привепены н табл. 3.

Данные испытаний показывают, что расход самообжигающихся электродов и электроэнергии при использовании предлагаемого состава шихты снизился соответственно на 9,5-11,0 и

1,5-2,О3 по сравнению с известным.

Таблица 1

960315

Таблица.2

Показатели

Состав

Известный

Предлагаемый

Удельное электросопротивление, Ом мм /м

86,5

95,4

94,3

87,2

90,0

Механическая прочность на 1 разрыв,кгс/cM

Плотность, r/см

26,4

26,5

26,9

26,5

26,8

1;44

1,46

1,51

1,49

1,49

Пористость, %

17,0

19,3

19,0

16,2

18,1

Окисляемость, % (при нагреве на воздухе до

1500 С с выдержкой 30 мин) 4,2

3,4

3,7

4 ° 0

4,0

Коэффициент теплопроводности, Вт/м..град.

3,1

3,0

2,5

3,0

Таблица 3

Экономия, %

Вариант

8,3/512

Выплавка,силн к омарганца

9,5/1,5

9,2/520

Выплавка ферросилиция

10,6/572

11/2,0

11,8/584. щем соотн

20-40

2-10

Остальное числитель — расход электродов, электроэнергии., квт ч.. Формула изобретения

1; Углеродсодержащая масса для самообжигающихся электродов, включающая термоантрацит, кокс, каменноугольный пек, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью повышения плотиоатй, электропроводности и снижения расхода электродов, она дополнительно содержит концентрат газового угля и графитометаллическг, знаменатель - расход кие сростки при следую сегении компонентов, мас.%

Термоантрацит

Каменноугольный . пек 20-26

Концентрат газогого угля 2-20

Графитометаллнческие сростки

Кокс

960315

Составитель В. Иванов

Редактор Н. Гунько Техред М.Рейвес Корректор Л. Бокшан

Заказ 7159/34 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

I Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Масса по п.1,. о т л и ч а вщ а я с я тем, что оиа содержит концентрат газового угля с содержанием золы 5 - 8% фракции 0,01-2,0 мм и графитометаллические сростки фракции 0,01-5,0 мм с содержанием железа 5

20-40 мас.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .9 715647, кл. С 25 В 11/12, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 783366, кл. С 25 В 11/12., 1979 (прототип).