из которой видно, что часть углерода в виде его окиси уходит из объема материала, обуславливая образование доиолнительиой пористости, что в коиечпом счете ириводит к снижению нрочности аиода и иовьпнеииым его расходным ноказателям.
Целые изоб)етения является ювьииение физико-механических и эксплуатанионных характер1 стик графитированных анодов для нолучсиия металлов, наиример циркония, электролизом расплавленных солей.
Сущность изобретения заключается в том, что окись металла, нанример двуокись циркония, смеи ивают с иорошком кокса круииостью не более 100 мкм и эту смесь с целью частичного восстановления окиела подвергают предварительной термообработке при температуре 1700-1900°С в течение 1-2 час в вакууме 10- мм рт. ст. Затем к этой смеси добавляют гранулированный кокс и вводят каменноугольный нек (связующее), проводят смеииение, формование, обжиг и графитацию.
Введение в углеродные аноды нредварительно воеетановленной двуокиеи циркония обеспечивает получение анодов с повышенными физико-механичеокими и экснлуатационными свойствами.
Отличительными признаками изобретения является то, что перед введением иека емесь порощка кокса с окисью циркония термообрабатывают при 1700-1900°С в вакууме - мм рт. ст. в течение 1-2 чае и добавляют гранулированный кокс.
Выбранные режимы обработки являются оитимальными, так KaiK аноды, изготовленные по режимам, находящимея за пределами рекомендованных значений (пиже 1700°С н выще 1900°С), обладают меньщей прочностью и стойкостью.
Проведение иредварительной термообработки при температуре 1600°С даже в течение 3 чае не обеспечивает достаточного восстановления Zr02. Это приводит к тому, что воестановлепне ZrO2 происходит в процессе графптации уже в объеме анода, енижая его прочность в 1,5 раза, а стойкость - почти в 3 раза. Увеличение температуры обработки выще 1900°С приводит к полному восстановлению ZrO2. В этом случае на стадии обжига имеет место окисление образовавшегося карбида циркония, что приводит к растрескиванию анода, снижению его ирочности более, чем в 3 раза и етойкости анода - в 4 раза.
Термообработку проводят в вакууме 10 мм рт. ст. в течение 1-2 час с целью быетрейщего удаления продуктов реакции восстановления из реакционного пространства, что нриводит к увеличению екорости восстановления ZrO2. Отклонение от указанных режимов обработки может привести к азотированию (в елучае вакуума меныне lO мм рт. ст.), а дальнейшее увеличение вакуума нецелесообразно.
Способ осуществляют следующим образом.
Двуокись циркоиия Zr02 смешивают в соoтиoи eнии 1:1 ио весу с порошком кокеа при комиатной температуры в течение 25-30 мин. Полученную смесь подвергают предварительной термообработке с целью частичного воестановления ZrO2 ирн темнературе 1700- 1900°С в течение 1-2 чае. Термообработку до темиературы 1700-1900°С осуществляют со скоростью 800-2000 град/чае в вакууме мм рт. ст. Затем к этой смеси добавляют гранулированный кокс (с размером гранул 0,3-1,2 мм) н связуюн1ее (каменноугольный пек) и ироводят смеи1ение в течение 1 час при температуре 100-120°С до получения однородной массы. Из полученной
массы формуют аноды под давлением 250- 300 кгс/ем2 с выдержкой при этом давлении 3 мин. Сформованные аноды обжигают со скоростью 8-10 град/час в течение 100-150 час до темиературы 1000-1200°С и затем графитируют при температуре 2000-2200°С. ОсуИ1,ествление частичного восстановления двуокиси циркония вне объема анода позволяет получать менее пористые и более прочные аноды с меньшими их расходными иоказателями. Частично восстановленная двуокись в отличие от металлнчеекого циркония и карбида циркония в процессе обжига анодов не окисляется, что позволяет изготовлять более качественные аноды.
Пример 1. Смесь из 10 кг двуокиси циркония и 10 кг прокаленного порошка кокса (размер частиц 100 мкм) после перемешивания в емесительной машине в течение 30 мин ири комнатной температуре иомещают в графитовые тигли и термообрабатывают в вакуумиой печи нри вакууме мм рт. ст., температуре 1700°С в течение 2 час. Затем к этой смеси добавляют 60 кг гранулированного кокса (размером 0,3-1,2 мм) и 20 1кг среднетемпературного каменноугольного пека (температура размягчения 65-70°С). Содержание двуокиси циркония в смеси составляет 10%. Полученную смесь неремешивают при 110°С в течение 1 час. Массу формуют в заготовки
200X100X100 мм при давлении 300 кгс/ем, которые затем подвергают обжигу при 1100°С н графитации при температуре 2200°С.
Пример 2. Повторяют приемы, приведенные в примере 1, только смесь двуокиси циркопия и порошка кокса термообрабатывают
нри темиературе 1800°С в течение 1,5 час в
вакууме Ш мм рт. ст. Содержание двуокиси
циркония в смеси 10%.
Пример 3. Повторяют приемы примера 1,
только смееь термообрабатывают при температуре 1900°С в течение 1 час в вакууме 10мм рт. ст. Содержание двуокиси циркония в смесн 10%. Пример 4. Повторяют приемы примера 1,
только смееь обрабатывают при температуре 1800°С в течение 1,5 час в вакууме 10 мм рт. ст. и к полученной смеси добавляют 8 кг гранулированного кокеа и 5 кг каменноугольного нека. Содержание двуокиси циркония в
смеси 30%.
В таблице приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики анодов, нолученных в соответствии с настоящим способом {примеры 1-4) и по режимам, находяшимся за пределами настоящего способа (примеры 5-6), а также анодов, изготовленных в соответствии с известными способами (примеры 7-8).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Пресскомпозиция для антифрикционного самосмазывающего материала | 1974 |
|
SU504807A1 |
| Способ получения антифрикационных изделий | 1980 |
|
SU973509A1 |
| Насадка для разложения амальгамы щелочных металлов | 1982 |
|
SU1122010A1 |
| Способ получения графитированных изделий | 1972 |
|
SU743950A1 |
| Антифрикционный самосмазывающийся материал | 1983 |
|
SU1097656A1 |
| Способ изготовления изделий из прозрачной керамики | 1975 |
|
SU531795A1 |
| Самосмазывающаяся композиция | 1982 |
|
SU1031964A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ КАРБИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ | 2015 |
|
RU2601484C1 |
| Углеродная композиция для получения фрикционного материала | 1973 |
|
SU504698A1 |
| "Способ получения мелкозернистогографитового материаа | 1973 |
|
SU508472A1 |
Испытания образцов проводили в одинаковых условиях, а именно; температура электролита (смесь фторцирконата калия, фтористого калия и хлористого натрия) составляла 750-800°С, концентрация фтора в электролите- 28-30%. В подготовленный электролит погружали исследуемый анод и через электролит пропускали постоянный ток, создавая на аноде начальную плотность тока 0,1 а/см. С интервалом в 1 мин постепенно увеличивали илотность тока до появления анодного эффекта. Наступление этого явления определяли по резкому повышению напряжения и падению силы тока, а также по появлению светящихся точек вокруг анода.
Анод взвещивали до и после испытания. О стойкости анода судили по убыли его веса (Б г), приходящегося па 1 а/час.
Из таблицы видно, что при одииаковых значениях анодной плотности тока, определяемой практически химическим составом (0,75-
5 0,8 а/см2 -для 10% ZrOa и 1,0-1,05 а/см - для 30% ZrOa) прочность анодов, полученных по предлагаемому способу (пример 1--4) в 2-4 раза выше, а расход анодов в 3 раза меньше, чем у анодов, полученных по извест0 ным способам.
Формула изобретения
Способ получения графитироваппых анодов, включающий смешение порошка кокса с окислом металла, например окисью циркония, введение в смесь каменноугольного пека, формование заготовок и пос.педующий обжиг и графитацию заготовок, отличающийся тем, что, с целью повышения физико-механических и эксилуатационных характеристик, перед введением пека смесь порошка iKOKca с окисью циркония обрабатывают при 1700- 1900°С в вакууме мм рт. ст. в течение 1-2 час и добавляют гранулированный кокс.
