Способ изготовления углеродных изделий Советский патент 1993 года по МПК C01B31/04 C25B11/12 

Изобретение относится к производству углеродных изделий преимущественно гра- фитированных электродов и ниппелей к ним, и может быть использовано в цветной металлургии. ...

Целью изобретения является снижение расхода материала в стружку при изготовлении углеродных изделий.

На фиг. 1 и 2 показана принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

В контейнер 1 через загрузочное отверстие 2 загружают массу При поднятом вверх пуансоне 3 и находящемся в рабочем положении пуансоне 4 (фиг. 1). Цилиндрический контейнер 1 имеет весовые датчики, которые при достижении необходимого веса загрузки прессуемого материала подают сигнал на привод пуансона 3, перемещающийся последний в рабочее положение и перекрывающий загрузочное отверстие.

.На первой стадии прессуют цилиндрическую заготовку через мундштук 5 в контейнер 6 с противоподавлением от цилиндра 7 (фиг, 2а), а затем заготовку 8 деформируют встречным вращением пуансонов 9 и 10 (фиг. 2,6 ив).

Размер цилиндрической заготовки рассчитывают по формуле

Li ± Ко К2 - hr

I

R

где L1 - длина готового электрода при расчете длины ниппеля Lt 0, знак +.

Ко - коэффициент, зависящий от формы изделия;

Ко 0,67-0,73 - для электродной заготовки;

Ко 1,0-1,2 - для цилиндрического ниппеля;

К0 0,33-0,4 - для биконического ниппеля; . ;

KR R2 - для цилиндрического ниппеля или ниппельного гнезда,,

KR п2 + п Г2 + Г2 - для биконического ниппеля для ниппельного гнёзда;

R - радиус заготовки;

hr - высота ниппеля или ниппельного гнезда. : ;

Пример 1 (получение заготовки ниппеля). Горячую массу подготавливают на смесительных машинках периодического действия при 120-160°Сна основе смеси коксов или кокса (ГОСТ 3278-83) как наполнителя и каменноугольного пека (ГОСТ 10200-73) в качестве связующего. Крупность зерна наполнителя для заготовок ниппеля 2,5 мм, для заготовок электродов до 8 мм.

Массу загружают без охлаждения в контейнер 1. Прессуют цилиндрическую заготовку через мундштук 5 в контейнер 6 с противодавлением от цилиндра 7. Размер цилиндрической заготовки рассчитывают по формуле для биконического ниппеля.

я2 , 4с л,-to о 1 in о2ч . ор,О

I -0,4(15.4 + 15,4x12,8+ 12.8Г)

0; п 15,4 см; п

16,15

(D 12.8см,

35,4 см, где Кр 0,4; LI Ьг 38,5см;

R2 16.15.

Цилиндрическую заготовку затем де формируют встречным вращением пуансонов 9 и 10 при давлении прессования вращения пуансонов.

Затем заготовку биконического ниппеля обжигают без предварительного охлаждения на воздухе и графитируют.

Графитированную заготовку обтачивают до заданных размеров с нарезанием резьбы, вращая в направлении совпадающем с прессующими инструментами. Расход материала в стружку 13,3%.

При получении цилиндрической заготовки аналогично указанному примеру при том же давлении прессования и с последующей обточкой цилиндрической заготовки до заданных размеров, как по прототипу расход материала в стружку составляет 40%

Пример 2 (получение заготовки гра- фитированного электрода). Массу загружают без охлаждения в контейнер пресса в количестве до 12 т.

На первой стадии прессуют цилиндрическую заготовку диаметром 570 мм длиной

I 2100- 0,73(15,772+15,77-12,8 +

+ 12,82) 2100 - 216 1884 мм (2)

2о,Ъ2 ..---..

При расчете: 2100 мм.- длина готового электрода;

0,73 - коэффициент К0;

15,77 мм и 12,8 мм-больший и меньший радиусы ниппелевого гнезда.

20,6 мм - высота ниппельного гнезда, 28,52 мм - радиус заготовки. На второй стадии деформируют цилин- дрическую заготовку до получения заданной длины (2100 мм) и радиусов ниппельного гнезда п 15,77 мм и гг 12,8 мм глубиной 206 мм. Давление Прессования 5,0-7,5 МПа.

При прессовании указывается направление вращения прессовых инструментов. Заготовку обжигают в специальных контейнерах без предварительного охлаждения или без контейнера с охлаждением и графи-. тируют, .:..... -.-..Л

Затем заготовку обтачивают до заданных размеров о.нарезанием резьбы, вращая в направлении совпадающим с прессующими элементами. .Расход материала в стружку 19,8%.

При получении заготовок электродов по прототипу в тех же условиях прессования с , обязательным предварительным охлаждением перед обжигом, расход материала в стружку при обточке цилиндрической заготовки до заданных размеров составляет 25.7%.

Таким образом, изобретение позволяет снизить расход материала в стружку при изготовлении заготовок ниппелей в 3 раза, а электродов на 5,9%. Сама форма заготовки улучшает условия обжига. Комбинированная структура с концентричным расположением частиц по коническим поверхностям предохраняет от выкрашивания

частиц при нарезании резьбы. Данный принцип исполнения способа изготовления углеродных изделий может быть использован на гидравлических, шнековых, червячных и других видах оборудования. Формула изобретения

1. Способ изготовления углеродных изделий, имеющих форму тела вращения, включающий смешивание углеродного наполнителя и связующего при 120-160°С,уплотнение массы при 5-6 МПа, прессование заготовки, оржйг и графйтацию сформованной заготовки, последующее обтачивэ- ние заготовки до заданных размеров, о т - л и ч а ю.щ и и с я тем, что, с целью снижения расхода материала в стружку, прессование осуществляют в две стадии, на первой из которых прессуют цилиндрическую заготовку, которую на второй стадии деформируют встречным вращением прессующих инструментов q противоположным по отношению друг к другу направлением до заданной объемной формы.

2. Способ по n.t, отличающийся тем. что для изготовления длинномерных электродных изделий с элементами в виде ниппеля или ниппельного гнезда цилиндрическую заготовку прессуют на первой стадии длиной I, определяемой соотношением

0

5

0

5

I - Li ± Ко KR h/R2, где Li - длина готового электрода, для ниппеля LI 0, знак ,

h - высота готового ниппеля или глубина ниппельного гнезда;

R - радиус заготовки4;

KR R - для цилиндрического ниппеля - ниппельного гнезда, KR п2 + п nz + пг - для биконического ниппеля, ниппельного гнезда;

п и иг - радиусы максимальной и минимальной окружностей готового ниппеля соответственно;

Ко 1- коэффициент, зависящий от формы изделия,

К0 0,67-0,73 для электродной заготовки,; ......

К0 1,6-1,2 -для цилиндрического ниппеля,

Ко 0,33-0,4 - для биконического ниппеля.;

3. Способ поп. 1,отличающий с я тем, что осуществляют маркирование вращения инструментов. .

4. Способ по п. 1.ОТЛИ чающийся тем, что обтачивание заготовки до заданных размеров ведут с нарезанием резьбы по маркировке в направлений вращения прессующих инструментов.

j . : , . . ; .

Изобретение относится к производству углеродных изделий, преимущественно гра- фитировэнных электродов и ниппелей, и может быть использовано в цветной металлургии, Цель - снижение расхода материала в стружку. Горячую массу и.з кокса и каменноугольного пека загружают в контейнер и прессуют цилиндрическую заготовку. Размер цилиндрической заготовки рассчитывают по формуле: I Li ± К0 KR hr/R2, где LI - длина готового электрода (при расчете длины ниппеля LI 0; знак +); К0 - коэффициент, зависящей от формы изделия; К0 - 0,67-0.73 - для электродной заготовки; Ко - 1.0-1,2 - для цилиндрического ниппеля; Ко -0,33-0,4 г для биконичвеского ниппеля; KR R - для цилиндрического ниппеля или ниппельного гнезда; KR п2 + п Г2 + Г22 - для бикрниче- ского ниппеля или ниппельного гнезда; (п и Г2 - радиусы ниппеля); R - радиус заготовки. hr - высота готового ниппеля или ниппельного гнезда. Цилиндрическую заготовку затем деформируют встречным вращением пуансонов при давлении прессования 5-7.5 МПа с фиксированием направления вращения пуансонов. Затем заготовку полученного цилиндрического или биконического ниппеля обжигают без предварительного охлаждения или с охлаждением на воздухе и графитируют. Графитированную заготовку обтачивают до заданных размеров с нарезанием резьбы, вращая в направлении, совпадающем с прессующими инструментами. Расход материала в стружку 13,3%. Изобретение позволяет снизить расход материала в стружку при изготовлении заготовок ниппелей в 3 раза, а для электродов на 5,9%. 3 з.п.ф-лы. 2 ил.. . -. v w Ё М 00 О О о

Фиг.1

Йе/