Способ получения углеграфитовых изделий

 

! ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (»> 647251 (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Занвлено 08,10,71 (21) 1704908/23-26 (23) Приоритет (32) 10.10.70

С 01 В 31/04

С 25 В 11/14

Гооударотоокный комхтет

СССР оо делам изобретений и откриткй (319=1 43851 (33} щ-{р

С 09 К 3/28 (53) УДК 661ЛВ6. . 2(088. 8) Опубликовано 15.02.79.ÁþëëþTeHü № 6

Дата опубликования описания 17.02,79

И нос транпы

Чеслав Дунаевский, Мирослав Лебкдпкевский к Мария Жудек (72) Авторы изобретения (пнг) Иностранная фкрма Задеские Заклады Электро-Беглове Прцедскбиорство Г!апствове

Внгнонице (ПНР) (73) Заявитель (54) СПССОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕГРЛФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к производству изделий из угля нлн графита с повышенной температурой начала окисления, нренмушественно электродов нз графита, применяемых в металлургической промышленности.

Известен способ получения углеграфитовых изделий, включающий пропитку изделий водным раствором, содержащим весЛ: окись алюминия 2,2-3,7; фосфорную кислоту 19,2-20,2; окись кальцня 2,0-3,6 с применением вакуума н давления с последующей сушкой прн 100-110 С к термообработкой прн .250-500 С (11.

Известный способ не обеспечивает эффективной защиты углеграфктовых нзделий от окисления прн температуре выше 800 С.

Известен также способ получения углеграфнтовых изделий, включающий пропнтку изделий водным раствором, содержащим, вес:Ът фосфорную кислоту .6165! окись цинка 13-14; борную кнслоту 0,98-1,03, с применением вакуума н давлен и с последующей сушко" прк 105 С н термообсаботкой до

500 С в инертной среде g2).

Указанный способ не обеспечивает достаточно высокую стойкость пропитанных изделий к окислению прн темпе0 ратурах выше 800 С. В результате окисления нзменяютая наружные размеры изделий к, кроме того, разрушается структура поверхностных слоев материала, что является главным фактором быстрого износа изделий нз угля нли графита, работающих в окислительных средах о выше 800 С. В качестве примера можно привести быстрый износ электродов кз графита в процессе полученчя электростали, rue электроды подвергаются обжигу в результате действия кислорода, р содержащегося как в газовой атмосфере печи, так и в окружающей среде.

Целью изобретения является повышение стойкости изделий к окислению при температуре выше 800"С (600 =

ЮОО С). .цепь достигается тем, что угпеграфитовые иэделия, особенно электроды из графита, нагревтцот в камерной печи ,до 150 — 350 С, после чего пропитывают (при погружении) водным раствором с температурой 20-100 С при атмосферном давлении, содержашем, вес.ч,: сульфат меди ипи нитрат меди

1-150; оксиь цинка 5-40; супьфат ипи окись ап|оминия 1-30; фосфорную кислоту 20 00 и воду 50-600, сушат при

100-350 С (на воздухе) и подвергают

О тер моо бра 6отке в инертной среде (об-: жигу до 500 С).

Выбор предложенных пределов режимньи параметров предварительного нагрева изделий и введение в пропиточный раствор сульфата ипи ничрата меди и сульфата ипи окиси алюминия в указанных количествах обусповпено тем, ч го обнаружено значительное влияние этих солей на повышение температуры начала окиспения, а также на повьипение физико механических cBof!cTB и сниже ние удельного, эпектрцческого сопро, тивпения эпектродов иэ графита.

Иа основе опытов было установлено, 0 что в процессе эксппуатации (при 750C) пропитанных e:1åêòpogoB резупьтате редукциоццого в аимодейтствия угпя ипи

Графи та с ОКИСЯМИ мед ию цинка и атцстми.пия, образу Ошимися вследствие разпожен-..

НЫХ НЕОРГЙНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ МЕД Ию цинка и апюмипипю на НЙРУэкной поверх ности и внутри пор графита образуется

СПОЙ МЕТЙПЛИЧЕСКОЙ МЕДИ ЦИНКЙ И аюПЮ

МИНИя, Что УМЕнт ттт т« тЭбщуттЭ Пориои.-т:ТЬ изделий и вепичицу внутренней поверхности, подвергаемой окислению. В резупьтйте предварительного подогрева изделий go 1 50-350 С и пр имене Пня

ПРОпичочнОГО раствора с чтемпетэатутрой

1;7

20-100 т создается разрежение и на=" ступает ЙВтомйтическое всасыВачие ра створа в поры издепия, что Обеспечива=ЕТ ЭффЕКТИВтцОСТЬ ПРО НИТКИ.

П р и м е p = . .В Реакторе готовят водный пропитываюшпй раствор спедуюОШЕГО СОСТЙBQp BCC Ч

Суп фйт ипп HHTpQT меди 1

0KHc ь цинка 5

Фосфорная кислота -И

Сульфат тилн Окись алюминия 1

Вода 60

Издепия из угпя иди графита пред варительно . ИЙГреВЙют сО скорОстькэ

10 гряд/мин В камерно печи в Воздушной среде при ятмосферчом давлении до 150 С, Ho;p,:KQh-T в ванну, со держашую пропиточный раствор, и вы5 держива от в цей в течение 3 ч при ат=

О мосферном давпении и при 20 С. Затем изделия извлекают из ванны и высушивают в камерной печи при 110 С в атмосфере воздуха и в вакууме Ою85 мм. Нф в и течение часа, а потом нагревают в инертной среде до 00 С со скоростью

10 град. тмин и Выдтярживаэот в течение Зч.

Изделия охлаждают вместе с печью до .„-, о ОО С со скоростью 10 град/минт извпекиОт из печи и охпаждают на ВоздуKe до температуры окружа отшей среды.

Пример 2. В Реакторе готовят водный пропитываюший раствор спедукшего состава, вес.ч,;

Суп ьфат или н итрат мед и 150

Окись цинка 4Î

Супьфат ипи окись алюминия 30

Фосфорная кислота 300

BOg Q 600

Э

Изделия из Угля ипи графита предВа== ритепьно пагреваэот со. Скоростью

10 Град/мин в камерной печи go 200 С в воздушной среде и при атмосфетэпом давютепии„погруэка1от т-.g одттн т1ас В ватт -.„ ю содержаштЭ то про11итыватотшии Раствор, Hpo=О питку Вед ут при 6 0 С ПОД да В ен ием то -Гт СМ . ОЙТЕМ И 1ДЕПИЯ 11ЗВПЕКQ!O И

Ванны и Вьтсэ-шивают В Te тепие 2 " в KQмерной печи при 350 С В атмос;:ере

Д воздуха, снова нагревают в инертной среО де до 350 С со скоростью 2 град/ мин и выдерживают в течение 4 ч, Издепия охлаждают Вместе с печью до 200 С со

О

СКОРСтСТЬто 1 0 Град.- МИН, ВЫНИМатот Из

4дт печи и охпажда.от:Q Воздухе ДО темпера= 1 УР Ьт О КРУЭК а: ОШЕ Эт - -","- Ед Ь- :

ВОдный тпропитывато11тттй р;- тт гтвотэ спедттю

ШЕГО Соотапат ВЕС Ч .;ч:т;ютат Итттт тт"т-ттЭат;-.,т -:=;*:, 80

OKp - "игка э 0

Фосфорная киспота 120

PtOgQ 40Î

" 1 дт ю Э

ИЗДЕЛИЯ ИЗ УГЛЯ Ил--, Гэажттта ПРЕД=Вар тт т ЕП ЫюО Нагрю. Вай T O CKO ОСТЫО

1G Гпад/мин B .кймернои ттечи В Воздуш=

ПОЙ соеде при Йтмосфе1 нОм даВпении дО

350 С, погружают нй " ч в Ванную со55 держашую водный ПРопитываюший РаствоРю пропитK r Ведут- НрН т 00 т, т1э атттюсферном давпении, после чего - -.=-.Здепия извпетгают вьтсу шивают пт; H ) 1 0,64725 1 атмосфере воздуха и в вакууме 0,85 мм В таблице 1 представлены физико-ме-

Hg в течение 2 ч, а затем изделия вто3 ханические свойства различных углеграфио рично нагревают до 500 С со скоростью товых изделий, полученных по предлагае5 град/мин и выдерживают при втой мому способу, температуре в течение 3 час, Изделия B таблице 2 представлены сравнительохлаждают вместе с печью до 200 С со ные данные по окпсляемости образцов, скоростью 5 град/мин и дальше охлажда- полученных по предлагаемому и известют на воздухе до температуры окружающей ному способам. среды, Привес изделий после пропитки и !(озффициент окисляемости определяеттермообработки 5-10 вес.%. ся по отношеншо: весовые потери пропитанного образца, %

1 00 5 весовые потери непропитанного образца в тех we условиях, %

Отсюда следует, что верхняя граница чение 4 ч при подаче воздуха со скорокоеффициента окисляемости равна 100. стью 1,5- м /ч. Затем образец охлаждают

Измерение окисляемости (угара) проводят и взвешивают. следующим образом. Из представленных табличных данных

После разогрева муфельной печи объеследует, что изделия, полученные по опио мом 0,012 м до 800-1000 С в нее вно- сываемому способу (по сравнению с изсят образец с известным весом (диаметр О вестным} более стойкие к окислению при

50 мм, длина 50 мм). После того, как температуре выше 800 С (1000-11 00 С) в печи устанавливается постоянная темпе- и имеют высокие физико-механические ратура, образец выдерживают в ней и те- характеристики.

Я

"-3

6о

В б) О

Я" O

s-i с(С3

K O

:4 Г4

n ( ( ( (А щ. —. сЧ ( (д = .-4

1 г4

Ц Л

М ц

М Я

Р1 ( л а:

4 с(,(О -(ф

5 ф ср

Я ПЪ с я

О) т 4 ср

i г-

G ю

C((7) Я (") у и (1 сч

Д (Д с(l

=.=-, с :

1 ( (Я д (-" с; с (С:> Я ф с )

И ) Я ( (- х ф

1.(=— (1 ц Ю

h, (x j(J р(Qj 1/ (с с;(Л

03 K

Г" 1!

О (ф

gH .l

Г (., () р4

O ся -4 ф (с, сб

bl (l ( с —. i, (д а Д (() Я

И (З (p

О

Q Й

2 @

С3 ь, К а. ,Г1 Д

Ц g

1:-„ (Яо „: э

1 ( сь( (а 4

1в (4 (( (о

О @д

O -3

Q Г-1 f, Q

О <д.

1 о б

«1 (ф ! и

r (ф

QJ

> (-1 =(!

) Ь

).... и

3 м (1):=:

1 ! ь v

QО O Я

И О. f (!

3 (р (-

И И,1 и

Я й4 вг .О. g 2ÅI и g с 1

)(i ((с 1

Й р

egg с Я М

Д o ) 64725

Табл ица 2 з оооо

130 171

199.5

7,8

8,5

8,2

Предлагаемый

Извест- 250 466 875 18 34 ный j2) Составителh I I. Ильинская

Редактор H. Корченко Техред Л. Лл Bpoaa

Корр,Заказ 235/18 Тираж 590

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская пабе, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ получения углеграфитовых изделий, включа ощий пропитку изделий водным раствором, содержащим фосфорную кислоту и окись цинка, с последую= шей сушкой и термообработкой в EEIIep ной среде, о т л и ч а и шийся тем, I что, с целью повышения стойкости к окислению при температуре выше 800С, изделия перед пропиткой нагревают до

150-350ОС и в пропиточный раствор вводят сульфат или нитрат меди и сульфат или окись алюминия при следую- щем содержании компонентов, вес.ч.:

Сульфат или нитрат меди 1-150

Окись цинка 5 0

Сульфат или окись алюми-> ния 1-30!

<оеррипиепт оииспиемооти, Ъ, при

E$

Фосфорная кислота 20 30Q яода 50-600

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— ш и и с ч тем, что используют IIpoIIHточный раствор с температурой 20 00ОС

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— и: и и с я тем, чтО пропитанные из0 делия сушат при 100-350 С, 4. Способ ПО и. 1, о т л и ч и ю щ и Л с >I тем, что пропитку ведут при атмосферном давлении.

Источники информации, принятые во вп иман и е и р и експер тизе -.

1. Патент США № 3510347, кле 1 17-169. 05.05.70, 2. Патент СШЛ № 3351477, кл. 106-56, 07. 11.67.