Способ получения углеродистого раскислителя

 

П И С А Н - И""Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ыА fbi.4.0- сх1 ИЧРСЬА»

Союз Советсник

Социалистически к

Респ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 220379 (21) 2740847/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1 28 Q Бюллетень ¹ 4 6

Дата опубликования описания 15,1 80 (51)М. Кл.

С 21 С 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений м открытий (З) УАК669.168 (088.8) (72) Авторы изобретению

В. С. Сапиро, М. М. Перистый, В. В. Кашкуль, A П. Воропаев, М. И. Гасик, Г. A. Дунаев, В. И. Коссе, A. Г. Гриншпунт и В. С. Ворошилин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДИСТОГО РАСКИСЛИТЕЛЯ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при по лучении углеродистых раскислителей для рафинирующей обработки жидких металлов.

Известен способ получения графитированных и угольных материалов, применяемых для рафинирования жидких металлов. 10

Твердые углеродистые материалы после термической обработки, дробления, дозирования смешивают с каменноугольным пеком в смесительных машинах. После прессования заготовки подвергаются обжигу в газовых печах до температуры 1250-1350 С. Продолжительность обжига колеблется от 100 ч для мелких иэделий до 360 ч и более для крупных изделий. Целью такого медленного обжига является получение высокой плотности и механической прочности иэделий, для чего в интервале температур, при которых происходит наиболее интенсивное газовыделение, скорость нагрева минимальна и составляет 3-15OC/÷. Обожженные заготовки после механической обработки представляют собой угольные электроды.

При производстве графитированннх электродов обожженные заготовки в дальнейшем подвергаются графитации при 2600-2800ОС в течение нескольких суток. В процессе графитации резко снижается удельное электросопротивление и повышается теплопроводность в

12-15 раз $1) .

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.

787484

Таблица1

Навеска, кг

Содержание компонента,%

Фракция, мм

Компоненты

20 + 10

10+ 4

24 <4

20 + 4

200

Термоантрацит

160

Термоантрацит (помол)

Кокс (помол)

Каменноугольный

16 + 4

40+ 4

110

4 + 0

4 + 0

290

24+ 4

240 пек

Цель достигается тем, что обжиг раскислителя проводят нагревом до температуры 320-4500С со скоростью

130-2000C/÷ затем нагревают до 630700 С со скоростью 50-10ФС/ч и выдерживают при этой температуре в течение 1-2,5 ч.

Скорость подъема температуры 1302000С/ч при нагреве заготовок до 320.

450оС обусловлено получением высокой пористости раскислителя.

При температуре .320оС начинается интенсивное выделение летучих веществ при коксовании связующего — каменноугольного пека. При температуре выш

450бС интенсивность газовыделения заметно снижается. При этом скорость 15 образования летучих веществ превосходит скорость их фильтрации через материал, газы развивают высокие давления и образовывают поры в раскислителе. Колебания в значениях скорости 2п нагрева обусловлены геометрическими размерами заготовок: меньшие скорости нагрева соответствуют меньшему диаметру изделия.

При скорости нагрева больше 200 С/ч 5 в изделии наблюдаются крупные поры и даже несплошности, что резко уменьшает механическую прочность изделий. При

Измельченные кокс и термоантрацит смешивают с каменноугольным пеком (температура размягчения 65-700C) в смесителях при 140-150ОС в течение

15-20 мин.

Из полученной массы изготовляют полые блоки с внешним диаметром 300 мм, внутренним — 60 мм и длиной 500 мм.

Блоки готовят в разъемных формах и обжигают в газовой печи в углеродис- 60 той засыпке. Скорость нагрева регулирувт изменением подачи природного газа через верхние и нижние горелки.

Температуру нагрева контролируют с помощью термопар, погруженных в угле- 65 скорости менее 130>C/ч не получается развитая пористость в объеме раскислителя.

В интервале температур 450-70ФС скорость нагрева должна быть 50

100 C/ч. При скорости нагрева меньше

50оС/ч неоправданно затягивается процесс обжига, увеличивается расход газа. При обжиге во второй период со скоростью нагрева большей, чем 100"С/ч не будут обеспечены необходимые фиэиУ ко-механические свойства блоков раскислителя.

При достижении 700ОС иэотермическая 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. Выдержка блоков раскислителя более 2,5 ч также, как и подъем температуры выше 7000С, нецелесообразны, так как свойства раскислителя заметно не изменяются.

Пример. Изготовляют блоки раскислителя иэ углеродистой массы состава, представленного в табл. 1. родистую засыпку на расстоянии 100150 мм от поверхности блоков.

Скорость подъема температуры блоков раскислителя до 450 С подцерживают

130-200oC/ч. При достижении указанной температуры скорость подачи природного газа сокращают и обжиг ведут при скорости нагрева 55 100OC/ч. Через 3 ч 10 мин при достижении температуры блоков 700оС проводят иэотермическую выдержку в течение 1 ч 20мин а затем гаэ отключают.

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

787484

Таблица 2

Скорость нагрева,0C/÷

Режим

Опыт, 9

Показатели

Интервал температур, С

Порис- Реакционтость, ная споЪ со ность, см /r.c

Теплопроводность, ккал/м ч С

20-450

450-700

1, 1 130

29,2

2 140

3 135

1 155

31,4

30,5

0,433

0,450

0,453.

0,448

1,45

33,7

1,32

35,0

100

34,8

35,0

37,5

95

36,2

1,29

0,465

0,502

100

41,5

20-22 0,314

28-30 0,227

2,6-2,9

8,6-10,0

Формула изобретения

Составитель О.Веретенников

Редактор М.Недолуженко Техред И. Асталош Корректор И.Муска

Заказ 8282/26 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

2 165

3 160

61 1

2 200

3 195

Й 230

Угольные электроды

Графитированные электроды

Параллельно испытывают образцы графитированных и угольных электродов.35

Полученные блоки имеют более высоkye пористость, а реакционную способность значительно меньшую, чем графитированные или угольные электроды.

При этом механическая прочность блоковщ достаточно высока. Стоимость готовых блоков углеродистого раскислителя изготовленного по предлагаемому способу составляет около 90 р/т против 360400 р/т и 200-230 р/т для графитированных и угольных электродов соответ- 45 ственно.

Испытания показывают, что блоки предлагаемого раскислителя начинают реа ировать с металлом сразу же после ввода, причем реакция идет более ин- _#_ тенсивно, чем при обработке электродами. При примерно одинаковых расходах углерода блока продолжительность обработки сокращается на 1,0-1,2 мин.

При этом эффективность раскисления увеличивается до 34%.

Способ получения углеродистого раскислителя, включающий дробление, смешивание, обжиг компонентов шихты, о тл и ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью увеличения пористости и реакционной способности, снижения теплопроводности, обжиг раскислителя проводят нагревом до температуры 320-450бС со скоростью

130-200OC/÷, затем нагревают до 630700 С со скоростью 50-100ОС/ч и выдерживают при этой температуре в течение 1,0-2,5 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чалых Е.Ф. Производство электродов, М., Металлургиздат, 1954, с.203289.