PL68967B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.XII.1973 68967 KI. 12h,2 MKP BOlk 3/08 ¦JliZ.A Wspóltwórcy wynalazku: Laszlo Kozar, Mihaly Toth,József Uveges, Endre Pataki, S&ndor Kota Wlasciciel patentu: Tatabanyai Aluminiumkohó Tatabanya,Wegry Sposób podwyzszenia wytrzymalosci i przewodnosci elektrycznej ksztaltek z materialów na bazie grafitu lub wegla za pomoca impregnacji i/albo sklejania ich ze soba albo z materialami ceramicznymi lub metalami Wynalazek dotyczy sposobu podwyzszenia wytrzymalos¬ ci i przewodnosci elektrycznej ksztaltek z materialów, na bazie grafitu lub wegla za pomoca impregnacji i/albo skleja¬ nia ich ze soba, z materialami ceramicznymi i metalami oraz ewentualnej obróbki cieplnej wykonanej tak wykladziny.Znane sa liczne urzadzenia stosowane w przemysle che¬ micznym i metalurgicznym, w których przeciwdziala sie od¬ dzialywaniu termicznemu i chemicznemu za pomoca wykla¬ dziny z wstepnie wyprazonych ksztaltek, z materialów, których podstawowym skladnikiem jest grafit lub wegiel.Ksztaltki z tych materialów sa poza tym takze szeroko roz¬ powszechnione w zastosowaniu jako elektrody przewodzace prad elektryczny, jak na przyklad w wannach do termoelek- trolizy i w piecach lukowych.W stosunku do stosowanych w urzadzeniach przemyslu chemicznego i metalurgicznego ksztaltek z materialów, których podstawowym skladnikiem jest wegiel albo grafit sa stosowane dwojakiego rodzaju wymagania- Zjednej strony - zaleznie od dziedziny zastosowania - jest wymagana od nich przewaznie wysoka mechaniczna wytrzymalosc, dobra prze¬ wodnosc elektryczna i mozliwie nieznaczna porowatosc, z drugiej strony musi byc zapewnione mocne polaczenie wzglednie sklejenie ksztaltek ze soba, z materialami cera¬ micznymi i metalami przy ich wbudowaniu w urzadzenia.W pewnych przypadkach, na przyklad w przypadku elektrod jest wymagana jak najmniejsza opornosc elektryczna w miej¬ scu styku wzajemnie sklejonych ksztaltek.Znane sa sposoby polepszania wlasnosci ksztaltek grafito¬ wych i weglowych, wedlug których uformowane i wypalone N ksztaltki sa nasycone róznymi srodkami impregnujacymi 20 30 i nastepnie ponownie wypalane. Jako srodka impregnujacego uzywa sie zazwyczaj paku. Pak ma te wade, ze czas jego impregnacji jest nadzwyczaj dlugi i temperatura impregnacji jest niezmiernie wysoka. Pak ponadto nie zwilza dostatecznie grafitu i wegla. Nastepna wada tych sposobów jest to, ze ksztaltki musza byc wstepnie podgrzewane przed impregna¬ cja.Znane sa równiez sposoby, w których jako srodek impreg¬ nujacy stosuje sie pak z 15-50% furfurolu. Ponadto jako sro¬ dek impregnujacy stosuje sie tez mieszanine alkoholu furfu- rylowego i 2% kwasu ortofosforowego.Te znane sposoby sa z jednej strony bardzo kosztowne poniewaz niekorzystne wlasnosci srodka impregnujacego wymagaja wielu etapów pracy, z drugiej strony równiez z po¬ wodu niekorzystnych wlasnosci srodka impregnujacego - wytrzymalosc i elektryczna przewodnosc wegla i grafitu rosna nieznacznie, poniewaz niewielkie pory nie sa wypelnia¬ ne przez zastosowany srodek impregnujacy. Wada znanych sposobów jest takze to, ze majaca miejsce po impregnacji polimeryzacja jako proces obróbki cieplnej moze byc prze¬ prowadzona tylko wedlug bardzo dokladnego programu cza- sowo-temperaturowego, co wymaga kosztownych urzadzen a takze aglomeracja, wzglednie ulepszanie wlasnosci - wsku¬ tek nierównomiernej polimeryzacji - nie jest równomierne w przekroju ksztaltki.Z powodu wymienionych wad wytrzymalosc, przewod¬ nosc elektryczna i gestosc grafitowych i weglowych bloków moze byc podwyzszona tylko w niewielkim stopniu przez zastosowanie znanych srodków impregnujacych, przy czym 68 96768 967 i tek. Podobnie przez impregnacje materialów ceramicznych zwieksza sie ich trwalosc i odpornosc na poszczególne agre¬ sywne ciekle metale.Przy sklejaniu wegla, grafitu albo materialów ceramicz¬ nych wedlug sposobu zgodnego z wynalazkiem wytrzy- 5 malosc zlacza osiaga, wzglednie czesto przekracza wlasnosci wytrzymalosciowe ksztaltek. Ksztaltki maja przewodnosc elektryczna o 15 -30%, wytrzymalosc na sciskanie o 5-15%, iwytrzymalosc na zginanie o 10-15% wyzsza w kierunku ich prasowania niz w kierunku do niego prostopadlym. Przy 10 termoelektrolizie aluminium sklejanie usuwa koniecznosc udoskonalenia spoiny weglowej o slabej odpornosci chemicz¬ nej i fizycznej. Przy pomocy nieznacznych kosztów i z lep¬ szym stykiem elektrycznym moze byc rozwiazane wprowa¬ dzenie metalowego przewodu pradowego do weglowych albo i5 grafitowych katod, przez co moze byc takze powiekszony przekrój elektrodowego przewodu pradowego.Przez zastosowanie sposobu wedlug wynalazku zostaja za¬ pewnione oszczednosci materialowe na awierialach, z których sa wykonane elektrody oraz uzyskuje sie skrócenie 20 czasu pracy, jak tez lepszy styk elektryczny. Dzieki zastoso¬ waniu sposobu zgodnego z wynalazkiem przedluza sie okres eksploatacji urzadzen, zmniejsza sie, na przyklad przy termo¬ elektrolizie, opór elektryczny konstrukcji pieca i zanieczysz¬ czenie wytwarzanego aluminium, zmniejszaja sie koszty 33 wlasne, a zmniejszenie oporu konstrukcji umozliwia podwyz¬ szenie natezenia pradu i wydajnosci produkcyjnej. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 30 1. Sposób podwyzszenia wytrzymalosci i przewodnosci elektrycznej ksztaltek z materialów, na bazie grafitu albo wegla za pomoca impregnacji i/albo sklejania ich ze soba, lub z materialami ceramicznymi albo metalami, przy czym po impregnacji i sklejeniu ksztaltki poddaje sie ewentualnie 35 8 obróbce cieplnej, znamienny tym, ze impregnacje prowadzi sie za pomoca zywicy syntetycznej, otrzymanej z mieszaniny zwiazków furanowych, korzystnie furfurolu albo alkoholu furfurylowego, pochodnych antracenu, korzystnie oleju antracenowego, i kwasów nieorganicznych, - korzystnie kwasu ortofosforowego - i/lub estru kwasu tytanowego - korzystnie estru etylowego, a sklejanie przeprowadza sie za pomoca zywicy stosowanej do impregnacji z dodatkiem trójtlenku boru albo kwasu borowego i wypelniacza, przy czym jako wypelniacz stosuje sie jeden ze zwiazków TiC, TiB,, SiC, B4C, BN, MgO, CaC, Al, O, albo proszek weglo¬ wy, albo puder grafitowy, albo mieszanine tych skladników w dowolnej ilosci i proporcji

2. Sposób wedlug wynalazku zastrz. 1, znamienny tym, ze jako srodek klejacy stosuje sie mieszanine, w której 30-80% wagowo stanowi zywica syntetyczna, 1-15% trójtlenek boru i/albo kwas borowy a reszte wypelniacz, przy czym sklad zywicy w proporcjach objetosciowych przedstawia sie nastepujaco: 50-90% alkoholu furfurylowe¬ go i 1-30% oleju antracenowego i 2-10% kwasu ortofosforo-* wego, i/albo 2-50% estru etylowego kwasu tytanowego.

3. Sposób wedlug wynalazku zastrz. 1, znamienny tym, ze jako srodek impregnujacy stosuje sie mieszanine o nastepujacych proporcjach objetosciowych: 60-90% furfu¬ rol albo alkohol furfurylowy, 5-20% olej antracenowy, 2-25% kwas ortofosforowy i/albo 5-35% ester etylowy kwasu tytanowego.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze sklejo¬ ne srodkiem klejacym ksztaltki wykladziny poddaje sie w ciagu 2-10 godzin polimeryzacji w temperaturze 80-250°C, po czym prazy sie w temperaturze 300-1500°C.

5. Sposób wedlug zastrz. 1-3, znamienny tym, ze za¬ impregnowane ksztaltki wykladziny poddaje sie w ciagu 2-10 godzin polimeryzacji w temperaturze 80-250°C i nas¬ tepnie prazy w temperaturze 300-1500°C. ftacRepr. UP PRL. zam. 163/73 naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL