RU2006144871A - Устойчивые к разрушению электроды для печи карботермического восстановления - Google Patents

Claims (16)

1. Графитовый электрод в печи карботермического восстановления, содержащий:

формованное графитовое тело электрода, образованное из частиц кокса, имеющих по существу непрерывное распределение размеров частиц от 25 мкм до 3 мм, в матрице из коксованного каменноугольного связующего пека и графитизированное с образованием графитового тела электрода.

2. Графитовый электрод по п.1, в котором упомянутые частицы кокса являются частицами кокса анодного качества с содержанием железа менее 0,1% по массе, а тело электрода графитизировано при конечной температуре графитизации ниже 2700°C.

3. Графитовый электрод по п.1, в котором упомянутое тело электрода имеет содержание железа приблизительно 0,05% по массе.

4. Графитовый электрод по п.1, который дополнительно содержит некоторое количество углеродных нановолокон, внедренных в упомянутое тело электрода для повышения механической прочности и корректировки его коэффициента термического расширения.

5. Графитовый электрод по п.1, который дополнительно содержит некоторое количество углеродных волокон, внедренных в упомянутое тело электрода для повышения механической прочности и корректировки его коэффициента термического расширения.

6. Способ изготовления графитового электрода, который включает в себя:

измельчение частиц кокса до достижения непрерывного распределения размеров частиц от по существу 25 мкм до по существу 3 мм и смешивание частиц кокса со связующим каменноугольным пеком с образованием смеси;

формирование тела электрода из этой смеси с образованием неспеченного электрода;

обжиг неспеченного электрода при температуре между приблизительно 700°C и приблизительно 1100°C для коксования связующего пека до твердого кокса с образованием ококсованного электрода;

графитизацию ококсованного электрода термообработкой в течение времени, достаточного для того, чтобы вызвать организацию углеродных атомов в ококсованном электроде в кристаллическую структуру графита; и

механическую обработку графитизированного электрода для придания электроду конечной формы.

7. Способ по п.6, в котором этап измельчения включает в себя просеивание партии частиц кокса с разделением на крупнозернистую фракцию и мелкозернистую фракцию, раздельное измельчение крупнозернистой фракции и мелкозернистой фракции и последующее объединение измельченных фракций в партию частиц кокса с Гауссовым распределением размеров частиц.

8. Способ по п.7, который включает в себя измельчение крупнозернистой фракции до частиц с распределением частиц от 200 мкм до 3 мм и измельчение мелкозернистой фракции до частиц с распределением частиц от 25 до 300 мкм.

9. Способ по п.6, который включает в себя обеспечение кокса в виде кокса анодного качества и графитизацию электрода при температуре графитизации вплоть до 2700°C.

10. Способ по п.9, который включает в себя графитизацию при температуре между 2200 и 2500°C.

11. Способ по п.6, который включает в себя обеспечение кокса в виде игольчатого кокса и графитизацию электрода при температуре графитизации между 2700 и 3200°C.

12. Способ по п.6, который включает в себя после этапа обжига пропитку электрода по меньшей мере один раз каменноугольной смолой или нефтяным пеком для отложения дополнительного пекового кокса в открытых порах электрода, при этом каждый этап пропитки сопровождают дополнительным этапом обжига.

13. Способ по п.6, который включает в себя добавление в смесь масел и других смазок и формирование неспеченного электрода путем экструзии.

14. Способ по п.6, который включает в себя формирование неспеченного электрода путем прессования в формовочной матрице или путем виброформования в формовочной матрице с перемешиванием.

15. Способ по п.6, который включает в себя добавление относительно малой доли углеродных волокон или углеродных нановолокон в смесь для формирования неспеченного электрода.

16. Способ изготовления графитовой электродной колонны, который включает в себя изготовление множества графитизированных электродов способом по п.6, изготовление ниппеля, выполненного с возможностью зацепления с графитизированными электродами, и соединение этих электродов и ниппеля с образованием графитовой электродной колонны.