Способ получения углеродистого раскислителя Советский патент 1980 года по МПК C21C7/06 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении углеродистых раскислителей для рафинирующей обработки жидких металлов. Известен способ получения графитированных и угольных материалов, пр меняемых для рафинирования жидких ме таллов. Твердые углеродистые материалы после термической обработки, дробления, дозирования смешивают с каменно угольным пеком в смесительных машинах. После прессования заготовки под вергаются обжигу в газовых печах до температуры 1250-1350 С. Продолжител ность обжига колеблется от 100 ч для мелких изделий до 360 ч и более для крупных изделий. Целью такого медленного обжига является получение высокой плотности и механической прочности изделий, для чего в интервале температур, при которых происхо дит наиболее интенсивное газовыделение, скорость нагрева минимальна и составляет 3-150с/ч. Обожженные заго товки после механической обработки представляют собой угольные электроды . При производстве графитированных электродов обожженные заготовки в дальнейшем подвергаются графитации при 2600-280000 в течение нескольких суток. В процессе графитации резко снижается удельное электросопротивление и повышается теплопроводность в 12-15 раз l . Недостаток применения графитированных и угольных электродов для рафинирования переокисленной стали связан с намораживанием на поверхности блока шлако-металлической корки в момент ввода его в металл. Это происходит из-за высокой теплопроводности .применяемых материалов, обусловленной высокой плотностью. Кроме того, относительно небольшая пористость снижает реакционную способность этих раскислителей. Поэтому начало реакции задерживается на 2-4 мин. Стоимость графитированных и угольных электродов достаточно высока (360-400 р/т и 200-230 р/т соответственно). Целью изобретения является увеличение пористости и реакционной способности раскислителя, снижение его теплопроводности. Цель достигается тем, что обжиг раскислителя проводят нагревом до температуры 320-450 0 со скоростью 130-200 0/4 затем нагревают до 630700 0 со скоростью ЗО-ЮО с/ч и выдержизают при этой температуре в течение 1-2,5 ч. Скорость подъема температуры 130200 С/ч при нагреве заготовок до 320 обусловлено получением высокой пористости раскислителя. При температуре .32СОс начинается интенсивное выделение летучих вещест при коксовании связующего - каменноугольного пека. При температуре ВЫШР интенсивность газовьщеления заметно снижается. При этом скорость образования летучих веществ превосходит скорость их фильтрации через материал, газы развивают высокие дав ления и образовывают поры в раскисли теле. Колебания в значениях скорости нагрева обусловлены геометрическими размерами заготовок: меньшие скорости нагрева соответствуют меньшему диаметру изделия. При скорости нагрева больше 200с в изделии наблюдаются крупные поры и даже несплошности, что резко уменьша механическую прочность изделий. При

г

Фрикция,

Компоненты

-20+10

Термоантрацит -10 + 4

Термоа;нтрацит (помол) Кокс (помол) Каменноугольный пек

Таблица

;i

Навеска

Содержание компонента, %

кг мм

20024 i 4

16020+4

110 16 jf 4 290 40+4

24 + 4

240 скорости менее 1300с/ч не получается развитая пористость в объеме раскислителя-. В интервале температур 450-700 0 скорость нагрева должна быть 50 100°С/ч. При скорости нагрева меньше 50Ос/ч неоправданно затягивается процесс обжига, увеличивается расход газа. При обжиге во второй период со скоростью нагрева большей, чем . не будут обеспечены необходимые физико-механические свойства блоков раскислителя. При достижении 700°С изотермическая выдержка должна быть продолжительностью 1-2,5 ч. Эта операция является заключительной и необходима для завершения всех процессов термического разложения шихты. При продолжительности выдержки менее 1 ч во внутренних слоях блока возможно неполное удаление газов и летучих веществ . Вьадержка блоков раскислителя более 2,5 ч также, как и подъем температуры выше , нецелесообразны, так как свойства раскислителя заметно не изменяются. Пример. Изготовляют блоки раскислителя из углеродистой массы состава, представленного в табл. 1.

Измельченные кокс и термоантрацит смешивают с каменноугольным пеком (температура размягчения б5-70 С) в смесителях при 140-150Ос в течение 15-20 мин.

Из полученной массы изготовляют полые блоки с внешним диг метром 300 внутренним - 60 мм и длиной 500 мм. Блоки готовят в разъемных формах и обжигают в газовой печи в углеродистой засыпке. Скорость нагреварегулируют изменением подачи природного газа через верхние и нижние горелки. Температуру нагрева контролируют с пмощью термопар, погруженных в углеродистую засыпку на расстоянии 100150 мм от поверхности блоков.

Скорость подъема температуры блоков раскислителя до 4500с поддерживаю vl30-200C/4. При достижении указанной температуры скорость подачи природного газа сокращают и обжиг ведут при скорости нагрева/ 55-100°С/ч. Через 3 ч 10 мин при достижении температуры блоков проводят изотермическую выдержку в течение 1 ч 20мин а затем газ отключают.

Режим обжига и результаты испытаний углеродистых раскислителей представлены в табл. 2.

Таблица 2