Способ определения максимальной прочности углеводородного наполнителя для углеродокерамических изделий Советский патент 1992 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области производства конструкционных углеродных материалов, а более конкретно - к приготовлению КОКСО-ПСКОЕЫХ композиципна основе дисперсного углеродного наполнителя, используемых для изготовления электродов, тиглей, изложниц, нагревателей, применяемых в металлургии, электронике и других отраслях техники.

Цель изобретения - сокращение време-. ни определения.

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Схема устройства включает в себя разъемный полый цилиндр 1, состоящий из подвижной и неподвижной частей, в который запрессовывается проба измельченного наполнителя, механизм 2 подьема верхней подвижной части цилиндра, упругий элемент 3 с тензодатчиками. соединенными в мостовую схему, источник 4 craf илизир взиниго питания и самописец 5 л л г регис-; - ции максимального усилия отрыеа вер/н:: с псг- уцилиндра.

Способ реализуется с,1ед ю-цим образом.

Пробы кокса, предназначенного для приготовления наполнителя, измельчают в вибромельнице с разной продолжительностью. Затем каждую пробу количеством 5-7 г подвергают испытанию на разрывную прочность. Для этого навеску порошка под- прессовывают в цилиндре 1 при нагрузке 40,3 КПа и определяют на приборе его разрывную прочность элементом 3 путем под- ,нятия устройством 2 подвижной части цилиндра 1 и регистрации при этом максимального усилия отрыва на диаграммной ленте самописца 5. После последовательного замера аутогезионной способности всех проб определяют оптимальную степень

:vj О Јь :О ГО О

дисперсности наполнителя по пробе с максимальной аутогезионно.й способностью,

По мере измельчения кокса его разрывная прочность увеличивается, достигает максимума, а затем падает. Последнее вызвано усилением агрегированности порошка кокса, поскольку при увеличении числа агрегатов в порошке внутри агрегата формируются очень сильные связи между частицами, нераэруигаемые при приложении внешних усилий, а.связи между агрегатами ослабляются, что в конечном итоге приводит к снижению прочности порошка в целом. Наличие прочных агрегатов в наполнителе приводит к снижению физико-механических характеристик углеродного материала.

П р и м е р 1. Прокаленный кокс фракции 1,2-0,8 мм подвергают измельчению на вибромельнице в течение 10 мин, отсеивают частицы размером менее 100 мкм, а затем смешивают в лопастном смесителе емкостью 10 л с фракцией кокса 1,2-0,1 мм в течение 5 мин (соотношение крупной и тонкой фракций в шихте составляет 1:1) добавляют средне- температурный каменно-угольный пек и смесь перемешивают еще в течение 15 мин. Температура выгружаемой массы 125- 130°С. Из полученной композиции формуют заготовки диаметром 80 мм и высотой 80 мм в обогреваемой (при 60°С) матрице и удельном .давлении 100 МПа Затем заготовки обжигают в промышленных печах в коксовой засыпке до 1300°С со скоростью 15°С/ч с выдержкой при конечной температуре в течение 30 ч. Выгрузку производят через 90 ч после отключения печч-i. Обожженные заготовки графитируют в промышленных печах до 2800°С со с-коростью 40°/ч и выдержкой при конечной температуре в течение 24 ч. Выгрузку произ°сдрт на 8 сутки после отключения пемп.

П р и м е р 2. То же что и пример 1, только тонкую Фра-имю коксз приготавливают и з ги е л ь е ч и е м в течение 1 3 мин.

П р и м е р 3. То же, что и пример 1, только тонкую фракцию кокса приготавливают измельчением в течение 16 мин.

П р и м е р 4. То же, что и пример 1,

только тонкую фракцию кокса приготавливают измельчением в течение 19 мин.

П р и м е р 5. То же. что и пример t, только тонкую фракцию кокса приготавливают измельчением в течение 22 мин.

Все порошки тонкой фракции наполнителя с размером частиц менее 10 мкм. полученные по примерам 1-5, подвергались испытаниям на разрывную прочность. Разрывная прочность порошков тонкой фракции наполнителя и свойства углеродного материала приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при максимальном значении разрывной прочности мелкозернистого наполнителя наблюдаются

повышенные прочность и плотность углеродного материала. Следовательно, степень дисперсности наполнителя, полученная измельчением в течение 16 мин, является оптимальной. Продолжительность определения оптимальной степени дисперсности по предлагаемому способу составляет 2-3 ч, по известному способу с изготовлением образцов графита - около 2-3 мес. Кроме этого, предлагаемый способ позволяет существенно снизить трудоемкость процесса определения.

Формула изобретения Способ определения максимальной прочности углеводородного наполнителя

для углеродокерамических изделий, включающий измельчение пробы на фракции, о т- личающийся тем, что. с целью сокращения времени определения, дополнительно измеряют разрывную прочность каждой

фракции предварительно подпрессованной навески измельченного наполнителя, по которой определяют адгезионную способность, максимальную прочность углеродного наполнителя определяют по максимальной

аутогезионной способности.

Изобретение относится к области производства конструктивных углеродных материалов, которые используются для изготовления тиглей, изложниц, нагревателей в металлургии, электронной и других отраслях техники. Цель изобретения - сокращение времени определения. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют аутогезионну ю способность каждой измельченной пробы наполнителя и определяют оптимальную степень дисперсности по пробе наполнителя, обладающей максимальной аутогезионной способностью. Для оценки аутогезионной способности наполнителя используют разрывную прочность предварительно подпрессованной навески измельченного наполнителя. 1 табл , 1 ил (/. С