Теплоизоляционная шихта для обжига углеродсодержащих заготовок

 

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ШИХТА ДЛЯ ОБЖИГА УГЖРОДСОДЕРЖАЩИХ ЗАГОТОВОК, включающая высокотемпературный каменноугольный пек, кокс и гидрид титана, о тлич ающая с я тем, что, с целью снижения окисляемости при обжиге и уменьшения количества микродефектов на заготовках, она содержит компненты при следующем соотношении, мас.%: Кокс62-69 Гидрид титана 1-4 Высокотемпературный каменноугольный пек Остальное.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (10 (51)5 С 04 В 35/52, 35/64

ОПИСАНИК HSOEPETEHHH

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3584461/33 (22) 04.05.82 (46) 30.03.91, Бюл. ¹ 12 (72) К.А.Косинский, А.В.Демин, Б.В.Комаров, Э,В,Горбатенко, А.С.Коротя и А.Г.Сасин (53) 666.764.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 134869, кл. D 01 Р 9/20, 1960.

Авторское свидетельство СССР № 955656, кл. С ОI В 3!/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 799505, кл. С 25 В 1/44, 1979.

Изобретение относится к ироизводству углеродной продукции, в частности к составам теплоизоляционной шихты для обжига углеродсодержащих заготовок.

Известна теплоизоляционная шихта для обжига углеродсодержащих заготовок, состоящая из древесного угля с добавками парафина (2-4 мас.Ж)-.

Использование этой шихты понижает окисляемость обжигаемых заготовок благодаря ее активному реагированию с килородом воздуха, что предохраняет от его воздействия заготовки.

Однако и в этом случае окисляемость заготовок остается значительной, т.к. из-за низкого коксового остатка парафина (не более 20 мас.7) не происходит связывания частиц древесного . угля в плотную защитную корку. Часть кислорода воздуха проникает к обжигаемым заготовкам и окисляет их.

В результате этого понижается проч2 (54) (57) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ШИХТА ДЛЯ

ОБЖИГА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ЗАГОТОВОК, включающая высокотемпературный каменноугольный пек, кбкс и гидрид титана, отличающаяся тем, что, с целью снижения окисляемости при обжиге и уменьшения количества микродефектов на заготовках, она содержит компненты при следующем соотношении, мас.X:

Кокс 62-69

Гидрид титана 1-4

Высокотемпературный каменноугольный пек Остальное. ность заготовок и повышается нх электросопротивление.

Известна также теплоизоляционная шихта, включающая каменноугольный пек (25-35X) и древесный уголь (остальное). Каменноугольный пек при нагреве в смеси с древесным углем образует защитную корку с тонкопористой структурой. В порах этой корки происходит более полное связывание кислорода воздуха, чем в насыпном слое чистого древесного угля. Однако и в этом случае окисляемость заготовок остается достаточно высокой, так как часть кислорода воздуха по пористой структуре защитной корки попадает к заготовкам и окисляет их.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является шихта для приготовления насадки 3, включаю,щая, мас.X:

1 136422

18-35

Углеродный наполнитель (нефтяной или пековый кокс или графитированный материал) 30-75

Каменноугольный пек (среднетемпературный или высокотемпературный)

Гидрид титана 5-35

Однако окисляемость и количество микродефектов изделий, получаемых при использовании этой массы, являются высокими.

Цель изобретения — снижение окисляемости при обжиге и уменьшение количества микродефектов на заготовках.

Поставленная цель достигается тем, что теплоизоляционная шихта для обжига углеродсодержащих заготовок, включающая высокотемпературный каменноугольный пек, кокс и гидрид титана, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.X:

Кокс 61-69

Гидрид титана 1-4

Высокотемпературный каменноугольный пек Остальное

Использование гидрида титана оправдано тем, что в начале обжига он инертен, когда активен по отношению к кислороду непрокаленный кокс.

При температурах выше 700 С гидрид о титана разлагается с образованием значительных количеств водорода, создающего восстановительную среду и препятствующего окислению заготовок. По завершении выделения водорода кислород воздуха подходит к теплоизоляционной шихте, но здесь освободившийся от водорода титан начинает связывать проникающий кислород. 1 r титана способен принять до 400 см кислорода.

Применение тщательно перемешанной смеси указанных компонентов фракции менее 100 мкм в виде слоя толщиной

50-70 .мм над загруженными в углеродной пересыпке заготовками создает при обжиге мелкопористую плотну за— щитную корку. Получение еще более мелкой фракции компонентов смеси технически довольно сложно, а при крупности более 100 мкм эффективность защитной шихть! снижается из-. за снижения удельной поверхности.

При толщине насыпного слоя менее

50 мм толщина спеченной корки не обеспечивает защитных функций, при толщине слоя более 70 мм при неизменной эффективности возрастают трудности по извлечению корки из контейнера после обжига, Таким образом, высокая удельная поверхность смеси, активное реагирование компонентов с кислородом на протяжении всего процесса обжига, малая возможность проникновения кислорода через защитную корку создают благоприятные условия для получения прочных заготовок с пониженным удельным электросопротивлением, Пример ° Заготовки холодного прессования диаметром 20. и высотой

20 мм получают путем прессования пресс-порошка в стальной матрице при комнатной температуре и удельном давлении 1000 кгс/см/см . Пресспорошок состоит из 62 мас.7 непрокаленного кокса (ГОСТ 22898-78) и 387 высокотемпературного каменноугольного пека (ГОСТ 1038-75).

Кокс и пек предварительно совместно измельчают в вибромельнице М-400 в течение 30 мин до фракции менее

100 мкм. Температура размягчения пека 140 С.

Углеродсодержащие заготовки помещают в стальной контейнер, предварительно на дно его насыпают слой засыпки из прокаленного кокса марки

КНПС толщиной 25-30 мм с размером частиц 0,5-1,2 мм. Заготовки в ко-личестве 10 шт. помещают иа слой пересыпки так, чтобы их оси совпадали с осью контейнера, а между соседними заготовками расстояние составляло не менее 10 мм. Заполняют пространство между ним и засыпкой, Сверху делают из этой же засыпки покровный слой толщиной 4050 мм и выше его помещают защитный слой теплоизоляционной шихты толщиной 50 мм, Шихта состоит из .гидрида титана, непрокаленного кокса и высокотемпературного каменноугольного пека. Соотношение компонентов шихты варьируют °

Контейнер накрывают стальной крышкой и помещают в лабораторную муфельную печь. Нагрев ведут со скоростью 2,5 С/мин до температуры а

900 С, после чего дают выдержку в течение ч. Охлаждение контейнеКоличество заготовок

Компонент, мас.%

Состав отеря массы ри обжиге т окисления

% с микродефектом, % гидрид титана непрокален- высокотемный кокс перат. пек

9,5

6,0, 6,0

6,0

5 0

5,0

9,3 3,5

2,3

2,0

2,1

1,8

1,8

2,6

О

2

4

29

29

64

69

62

67

66

2

5

Редактор С.Титова Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец. Заказ 1062 ° Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г .Ужгород, ул. Гагарина, 101

I 13642 ра проводят вместе с печью до комнатной температуры за 15-20 ч.

После обжига заготовки всех партий взвешивают, измеряют их размеры, рассчитывают потерю массы и объемную усадку. Обожженные заготовки загружают в графитовый тигель, пустоты заполняют коксовой засыпкой фракции 0 51,2 мм. Тигель помещают в лаборатор 10 ную печь сопротивления. Графитацию заготовок проводят в среде инертного газа (азот, аргон) до температуры

2700 С. Скорость нагрева составляет

6,5 С/мин, выдержка при конечной тем- 15 пературе 30 мин, охлаждение — в течение 15-20 ч.

В таблице представлены потери массы от окисления и объемная усадка обожженных заготовок, а также проч- 20 ность при сжатии и удельное электросопротивление графитированных заго2

6 товок с использованием при обжиге теплоизоляционной шихты предложенного состава (2, 3, 4, 5, 6) в сравнении с прототипом (7) и запредельным количеством гидрида титана (1).

Из приведенных данных следует, что введение гидрида титана в количестве 1-4 мас.% приводит к снижению окисляемости массы при обжиге на

10-30% 1а количество микродефектов на заготовках (микротрещин) уменьшается с 9,3 до 5-6% по сравнению с составом, находящимся вне заявленных пределов по содержанию гидрида титана (5 мас.%).

Из таблицы видно, что указанный состав (кокс 66%, пек 30%, гидрид титана 4%), находящийся по всем .компонентам в заявленных интервалах, имеет хорошие показатели.