Способ изготовления электродной массы Советский патент 1983 года по МПК H05B7/09 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в электрометаллургии ферросплавов, цветных металлов и сплавой, производстве желтого фосфора, карбида кальция и др. при изготовлении углеродистых электродных и анодных масс для самообжигающихся электродов и анодов. Известен способ изготовления злек тродной массы, состоящей из термоантрацита (по ГОСТ 4794-75 ), прокаленiHoro металлургического кокса (ио ГОС 18686-73) и связующего, предпочтительно каменноугольного пека. Твер дые углеродистые материалы и связующее смешиваются, а готовая смесь пре ставляет углеродистую массу для непрерывных самообжигающихся электродов 1 . Практика работы сбмообжигашвдихся электродов рудовосстановительных электропечей на электродных массах, приготовленных по известным способам производства, свидетельствует, что электрод после обжига не всегда обладает высокими физико-механическими свойствами, еще сравнительно часто имеют место обрывы и околы рабочего конца, что вызывает остановки и простои электропечей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления электродной массы для самообжиганяцихся электродов рудовосстановительных печей, при котором твердые углеродистые материалы дробят, просеивают, дозируют по гранулометрическому составу, смешивают их со связующим и формуют С2. Приготовленная таким способом углеродистая электродная масса не всегда обладает высокими физико-механическими сзойствами. Самообжигающийся электрод после обжига имеет недостаточную эксплуатационную стой- кость, еще сравнительно часто имеют место обрывы и сколы рабочего конца электрода по термическим трещинам, что вызывает остановки и простои элек тропечей. Трещины появляются на поверхности и развиваются к центру электрода в результате термических напряжений в процессе охлаждения и последующего нагрева. Наибольшие термические нагрузки, связанные с тепловыми ударами, возникают в обожженной части электрода при его охлаж;дении в результате отключения печи, извлечении из рабочего пространства или одновременной загрузке большого количества холодной шихты. Поверхностные слои электрода при этом быстро охлаждаются и сжимаются, в то время как внутренние имеют более высокую температуру и препятствуют сжатию. В результате этого в центре электрода возникают напряжения сжатия, а на по .верхности - растяжения. Цель изобретения - повышение термической стойкости и снижение расхода самообжигающихся электродов. ; Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления электродной.массы для самообжигающихся электродов, перед дроблением твердые углеродные материалы дополнительно прокаливают совместно с кремнеземом при 1бОО-1800°С в течение 0,5-3 ч, причем вес кремнезема составляет 0,25-0,45 от веса смеси. В процессе прокаливания при 16001800 С твердого углеродного материал совместно с кремнеземом в результате высокотемпературных превращений происходит образование комплексного материала, в котором прографитированны углерод распределяется равномерно и окружает пленкой каждую частицу карбида кремния, образовавшегося по реакции Si02 + ЗС SiC . При этом сохраняется полностью каркас из частиц прографитированного углерода. Образованный комплексный материал обладает высокой электропроводностью высокой термической стойкостью, что в совокупности с низкой реакционной способностью обеспечивает улучшение качества электродной массы, увеличивает термическую стойкость самообжигающихся электродов и снижает их расход. j Проведенный комплекс исследований показал, что после совместного прокаливания углеродного материала и кремнезема в случае увеличеТ1ия доли последнего выше 0,45 не обеспечивает ся непосредственная связь между частицами образовавшегося карбида и гра фита. В результате этого происходит увеличение удельного электросопротив Ленин материала. При уменьшении доли кремнезема менее 0,25 не обеспечивается высокая термическая стойкость рабочего конца электрода и наблюдается повышенный их расход. При температурах ниже 1600С реак ции карбидо- и графитообразования идут медленно, а выше 1800°Снаблюдается термическая диссоциация образовавшихся в процессе нагрева карбидов, что уменьшает термическую сто кость. При продолжительности прокаливани менее 0,5 ч не обеспечивается полное протекание реакций карбидо- и графитообразования, а свыше 3 ч прокаливание нецелесообразно, поскольку свойства материала не изменяются, а увеличение продолжительности прокаливания приводит к непроизводительным затратам электроэнергии. Пример. При изготовлении электродной массы для самообжигающихся электродов осуществляют следующие операции. Термоантрацит, антрацит, кокс и другие углеродные материалы прокаливают совместно с кремнеземом при 1600-1800°С в течение 0,5-3,0 ч, после чего они подвергаются дроблению до фракции менее 20 мм с последующим рассевом на барабанных ситах или грохотах. Подготовленные материалы дозируют по видам сырья и гранулометрическому составу в соответствии с заданной рецептурой массы, а затем вместе со связующим подают, в смеситель , где осуществляется их перемешивание в течение 3-5 мин при температуре 130-ISO С. После смесителя расплавленная элейтродная масса ЗсШИвается в формы с получением брикетов, загружаемых в масообжигающиеся электроды . Результаты испытаний свидетельствуют, что использование предлагаемого способа приготовления электродной массы позволяет повысить механическую прочность на 40%, коэффициент теплопроводности зв 1,6 раза, в критерий термостойкости более чем в два раза. Анализ результатов испытаний свидетельствует, что расход электрода, работающего на предлагаемой электродной массе,оказался на 21% ниже, чем у сравниваемого электрода. Использование электродной массы, приготовленной предлагаемым способом, поз.воляет значительно увеличить термическую стойкость самообжигающихся электродов. Формула . изобретения Способ изготовления электродной массы для самообжигающихся электродов рудовосстановительных электропечей , при котором твердые углеродистые материалы дробят, просеивают, дозируют по гранулометрическому составу, смешивают их со связующим и формуют, отличающийся тем, что, с целью повышения термической стойкости и снижения расхода самообжигающихся электродов, перед дроблением твердые углеродистые материалы дополнительно прокаливают совместно с кремнеземом при температуре 1600-1800°С, в течение 0,5-3,0 час, причем вес кремнезема составляет 0,25-0,45 от веса смеси.

S1001517

Источники информации,электропечей. М., Металлургия,

принятые во внимание при экспе|ртизе1976, с, 386.

.2. Струнский Б.М. Руднотермичес1. Гасик М.И. Самообжигаюциесякие плавильные печи. М., Металлурэлектрода рудовосстановительныхгия, 1972.