Способ получения графитированных изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРС:аОМУ СВИДЕТЙЛЬСХВУ (») 532567 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено21.10.74 (21) 2068783/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.76.Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 04.03.77 (51) М. Кл.-"

С 01 В 31/04

Гасударственный квинтет

Совета Мнннстров СССР но делам нзооретеннй и открытнй (53) УДК 661.666. .2 (088.8) (72) Авторы изобретения И.И. Пиркин, М.A Авдеенко и И. 1- .. Самсхи;=

q мР, Я @1СР,-,,а („Д (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИ Г" ."ОЧ АН11bL !13 !БЛ111.1

Изобретение относится к способу получения графитированных изделий, применяемых в электродной промышленности, в электротехнической промышленности, в полупроводниковой технике и спецтехнике.

Известен способ совмещенного обжига и графитации в одной печи углеродных заготовок в углеродной засыпке с применением электронагрева.

Недостатком этого способа является неравномерный нагрев углеродных заготовок на стадии обжига при применении электронагрева, что приводит к повышенному браку, Кроме того, выделяющиеся на стадии обжига летучие при электронагреве не удаляются и не сжигаются, что увеличивает затраты энергии и ухудшает санитарные условия производства.

Известен также способ получения графитированных изделий, включающий укладку углеродных заготовок в углеродной засыпке и в слое углеродной теплоизоляционной шихты, обжиг заготовок до 700 — 1200 С и графитацию до 2700 — 2900оС в одной печи с применением непрерывного электронаг,рева. Для более р в =;ол.ерного p.:. ре =-пения температурь; при об: кпгс .,;е::. -: з . -u. сл;;за помещают ерпс здикуля,=.. о::а. р;.:=.—.=ч ъ: электротока панели из -лектро:,з0Ä:<-;и сап,ого матер ."ала.

Выравнивание тэмперат -риего поля B известном способе позволяет увелп.п-:ь выхсц годных изделий i 7"о 0 .:ака >, одна .;с н1 в дос аточной степени. Крох".е того, нед :стат

10 ками известного способа являетс>. повышенный расход электроэнергии и увеличение стоимости изделий, а также зя-рязнетще окружающей cðpåeäû углеводород-.о,1мп газ ..ми, которые в процессе электрообжига вь,деляются в атмосферу.

Пель изооретеш..я — сж:жение срака по графитированным изделиям, энерго атрат при произвсдстве изделий - дешевление изделий.

Су.цность настоящего способа заключается в том, что обжиг заготовок ведут Koc— венным нагревоъ газовым тепла —:ocI! Tcëåè и после обжига слей теппоизоляционной шихты охлаждают до -OO — 550оС.

В способе объединен в одное: пвоцессе

532567 газовый обжиг заготовок и последующая графитация.

Однако простое совмещение этих процессов в одной печи невозможно, так как теплоэлектроизоляция во время газового обжига 5

Нагревается до температуры; превышающей температуру заготовок, причем ее электро-, сопротивление значительно снижается. Вследствие этого при последующем электронагреве ток замыкается через электроизоляцион- 10 ный слой, минуя керн с заготовками, что приводит к браку изделий.

Для снижения брака и уменьшения энергозатрат слой теплоизоляционной шихты охлаждают до 300 — 550 С воздухом, посту- !5 о лающим в газовые каналы стенок печи, при этом температура заготовок практически не изменяется.

Снижение температуры выше 550 С не о обеспечивает значительного повышения элек- 20 тросопротивления теплоизоляционной шихты, что ведет при последующем нагреве к браку изделий, а при снижении температуры теп— о лоизоляционной шихты ниже 300 С происходит большая потеря тепла, 25

Настоящий способ осуществляется следующим образом. "Зеленые" заготовки, отпрессованные из коксо-пековой композиции холодным или горячим способом, укладыва — 30 ют в камеру печи, стенки и подина которой имеют каналы для газа, и пересыпают гра— фитированной засыпкой с низким электросопротивлением. Сверху, снизу и по боковым сторонам уложенные заготовки и засыпки З5 (керн) изолируют слоем мелкодисперсной коксовой засыпке, имеющей высокое тепловое и электрическое сопротивление. Торцы керна примыкают к токоподводам. Затем ка— меру накрывают керамическим сводом и в каналы подают горячий газ, иагреваюший керн до 700 — 1200оС, преимущественно до 700 — 900 С. Выделяющиеся в процессе обжига летучие сгорают, что снижает количество потребляемого теплоносителя заг-45 рязнение атмосферы. После обжига электросопротивление заготовок снижается до величины, благоприятной для последующего электронагрева. Однако температура изоля-, 50 ционного слоя после обжига превышает температуру керна и соответственно уменьшает тепловое и электрическое сопротивление засыпа. Поэтому после обжига в каналы печи непрерывно подают атмосферный воздух. После того как температура нижней и боковой изоляции снизится до 300 — 550оС, через, керн пропускают электроток, нагревая заго товки до температуры, графитации 2600—

3000 С, преимущественно до 2700-2900оС.

Во время графитации и при следующем охлаждении заготовок в каналы печи продолжают подавать холодный воздух.

Пример . "Зеленые" заготовки мар ки ГМЗ диаметром 250 мм и длиной 1100

,м устанавливают в камеру печи вертикально с зазором между заготовками 40 мм и пересыпывают графитированной коксовой засыпкой (Фракц и 1 — 5 мм), образуя керн сечением 1100 х 1000 мм и длиной 8000 мм. Керн окружают теплоизолянионной шихтой (фракции менее 5 мм) с высотой слоя

250 мм из смеси сырого литейного кокси-. ка с песком в соотношении 10: 1. Затем производят обжиг заготовок продуктами сгорания природного газа, подаваемого в. каналы стенок печной камеры со скоростью нагрева в течение 40 час, сначала . нагрев—

8,0 град/час., от 40 до 160 час. — 2,5 град/час. и от 160 до 200 час, — 5,0 град/час.

Конечная температура заготовок составила 820оС, длительность обжига 200 час..

Затем в газовые каналы подают воздух и в течение 10 час, тепловая изоляция охлаждается с 820 до 550 С. После этого осуо ществляют графитацию заготовок электротоком. Максимальная мощность составляет

2900 ква, общий расход электроэнергии

32900 квт ° ч. Нагрев заготовок до 2900 С о ведут со скоростью 100-80 град ° час с выдержкой при 2900оС в течение 4. час.

Графитированные заготовки охлаждают в печи с продувкой газовых каналов атмосферным воздухом в течение 3 суток, после че

ro заготовки из печи выгружают.

В таблице приведены сравнительные опьйтные данные изделий, полученных по настоящему и известному способам.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с известным способом обладает значительными преимушествами: снижение брака полученных издегий с

7 до 1% при более высоких физико-механических характеристиках; снижение удельного расхода электроэнергии и стоимости теплоносителя и удешевление стоимости изго— товления изделий.

532567

Способ

Показатели предлагаемый

I известный

200

200

250

220

16-20

1050

8000

3900

180

127

124

Удельное электросопротивление, 2 ом ° мм /м

9,5 — 10

14,5 з

Кажущаяся плотность, г/см

1,60

1,67

Механическая прочность на сжатие кгс/см

250

264

Составитель Г. Ильинская

Редактор И. Джарагетти Техред 3, Фанта Корректор Н. Бабурка

Заказ 5462/188 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Диаметр заготовок, мм

Продолжительность обжига, час.

Продолжительность графитации, час.

Расход газового теплоносителя, кг/т

Расход электроэнергии, квт/т

Брак, %

Себестоимость 1 т изделий, руб.

Удельная стоимость теплоносителя, руб/т

Формула изобретения

Способ получения графитированных изделий, включающий укладку углеродных заготовок в углеродной засыпке и в слое углеродной теплоизоляционной шихты, обжиг заготовок до 700 — 1200 С и графитацию о до 2700 — 2900оС с применением электронагрева в одной печи, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения

1 брака, энергозатрат и удешевления изделий, 30 обжиг ведут косвенным нагревом газовым. теплоносителем и после обжига слой теплоизоляционной шихты охлаждают до 300

550оС.