RU2257360C1 - Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки - Google Patents
Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257360C1 RU2257360C1 RU2003133370/04A RU2003133370A RU2257360C1 RU 2257360 C1 RU2257360 C1 RU 2257360C1 RU 2003133370/04 A RU2003133370/04 A RU 2003133370/04A RU 2003133370 A RU2003133370 A RU 2003133370A RU 2257360 C1 RU2257360 C1 RU 2257360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- composition
- binder
- pitch
- filler
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорным составам для склеивания графитсодержащих изделий с металлом и может использоваться в металлургической промышленности, в частности в электролизерах для заделки катодных стержней (блюмсов) в подину. Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки содержит наполнитель, включающий графит и термоантрацит, связующее, содержащее каменноугольный пек с фенолформальдегидной смолой и отвердитель, при этом наполнитель содержит дополнительно серый чугун в виде стружки размером 0,2-1,6 мм, включающий также небольшое количество фосфора и кремния (соответственно 0,8-1,6% и 2,5-3,6% по массе чугуна), а связующее в качестве пека содержит каменноугольный пек и дополнительно метилнафталин, при следующем соотношении компонентов, мас.%: серый чугун в виде стружки размером 0,2-1,6 мм 60-70; графит и термоантрацит фракции не более 0,2 мм 8-12; связующее 22-28, при следующем содержании ингредиентов по отношению ко всему огнеупорному составу, мас.%:каменноугольный пек 11-21; метилнафталин 2-4; фенолформальдегидная смола 4,3-6,7; отвердитель 0,3-0,7. Достигается уменьшение падения напряжения на подине и повышение ее износостойкости за счет улучшения физико-химических свойств состава. 1 табл.
Description
Изобретение относится к огнеупорным составам для склеивания графитсодержащих изделий с металлом и может использоваться в металлургической промышленности, в частности в электролизерах для заделки катодных стержней (блюмсов) в подину.
Известен клеящий состав, описанный в а.с. СССР №528332 "Состав для склеивания графитсодержащих изделий с металлом", кл. C 09 J 1/00, заявл. 29.06.72, опубл. 15.09.76. Известный состав содержит следующие компоненты, вес.%:
- искусственный графит фракции 0,09-0,5 26-40
- полиамидную смолу 20-24
- эпоксидно-кремнийорганическую смолу 40-50.
Недостаток известного состава заключается в ограниченности возможностей его применения, т.к. он предназначен только для склеивания графитсодержащих деталей с металлом.
Известен клеящий состав, описанный в а.с. СССР №486034 "Клей", кл. C 09 J 1/00, заявл. 21.06.74, oпубл. 09.01.76. Известный состав содержит следующие компоненты, вес.%:
- хромоалюмофосфатное связующее 44,6-65
- активную добавку - гидроокись алюминия 4,4-6
- электропроводящий наполнитель – графит 32-51.
Известный состав имеет ограниченные возможности применения - только для соединения электрических проводников, в частности графитовых электродов с металлическими токовыводами, и не обеспечивает достаточной прочности соединения при больших размерах соединяемых изделий.
Известен огнеупорный состав, описанный в "Рекомендациях по приготовлению и применению фосфатного огнеупорного клея", М., 1988 г.
Известный состав содержит алюмохромфосфатное связуюшее и алюмосиликатный порошкоообразный наполнитель при следующем составе компонентов, мас.%:
- шамотный порошок 80-85
- глина огнеупорная молотая 15-20
- алюмохромфосфатное связующее 40-50 при плотности 1430-1460 кг/м3.
Расход клея - 190-200 кг на 1 м3 кладки. Огнеупорный состав применяется для склеивания огнеупорных изделий при кладке и ремонте тепловых агрегатов. Однако он не обеспечивает хорошей электропроводности склеиваемой массы.
Известен огнеупорный состав для заделки катодных стержней (блюмсов) в подину (угольные блоки) электролизера, описанный в книге М.М.Ветюкова "Электрометаллургия алюминия и магния", М., 1987, стр. 94.
Обычно подина электролизера набрана из подовых секций, представляющих собой угольный блок, в нижней части которого имеется паз для катодного стержня и который изготовлен из термоантрацита, графита (20-30%), угольного боя и литейного кокса, измельченных и смешанных со связующим каменноугольным пеком.
Крепление стержня в блоке производится заливкой специальным чугуном с минимальной усадкой: Si 2,5-3,6 и Р 0,8-1,6% (по массе чугуна). Подовые секции устанавливают на расстоянии 50 мм друг от друга, а в пространство между ними набивают подовую массу того же состава, что и подовые секции, которая при обжиге подины коксуется, образуя подовый шов, прочно связывающий подовые блоки; между боковой футеровкой и подовыми блоками из той же массы набивают периферийный шов шириной до 300 мм.
Подина является наиболее слабым местом электролизера. Ее разрушение происходит за счет проникновения натрия в угольную футеровку; при совместном выделении натрия и алюминия, которое происходит при катодном процессе, натрий диффундирует через толщу алюминия и поглощается подовыми блоками, разбухающими при этом. Увеличение срока службы подин может быть достигнуто за счет улучшения качества подовых блоков и подовой массы.
Кроме того, при некачественной футеровке подины на ней увеличивается падение напряжения, что увеличивает удельный расход электроэнергии.
Недостатком известного футеровочного огнеупорного состава для заделки катодных стержней в блоки является то, что при ее использовании достаточно велико падение напряжения на подине, что приводит к увеличению удельного расхода электроэнергии в устройстве и общего расхода электроэнергии. Прочность футеровки также не очень удовлетворительна.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является огнеупорный состав, описанный в книге Мартина Сорлье и Харальда А.Ойла " Катоды в алюминиевом электролизе". Известный состав содержит следующие компоненты, вес.%:
- наполнитель - антрацит/графит 78,4-80,6
- связующее – пек 12,6-14,0
- растворитель 4,5-6,0.
Недостатком известного состава является то, что при его использовании достаточно высоко падение напряжения на подине и значителен удельный, а следовательно, и общий расход электроэнергии в устройстве, что делает его неэкономичным. Кроме того, он недостаточно термо- и химически стоек, что ухудшает износоустойчивость подины.
Целью заявляемого изобретения является уменьшение падения напряжения на подине и повышение ее износостойкости за счет улучшения физико-химических свойств состава. Поставленная цель достигается тем, что в огнеупорном составе для заделки катодных стержней в подовые блоки, содержащем наполнитель, включающий графит и/или термоантрацит, связующее, содержащее пек, фенолформальдегидную смолу и отвердитель, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, наполнитель содержит дополнительно серый чугун в виде стружки, размером 0,2-1,6 мм, содержащий фосфор и кремний соответственно в количестве 0,8-1,6% и 2,5-3,6% (по массе чугуна), наполнитель включает графит/термоантрацит фракции не более 0,2 мм, связующее в качестве пека содержит каменноугольный пек и дополнительно метилнафталин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- серый чугун размером 0,2-1,6 мм 60-70
- графит и/или термоантрацит фракции не более 0,2 мм 8-12
- связующее 22-28,
при следующем содержании ингредиентов по отношению ко всему огнеупорному составу, мас.%:
- каменноугольный пек 11-21
- метилнафталин 2-4
- фенолформальдегидная смола 4,3-6,7
- отвердитель 0,3-0,7.
Введение в связующее - смесь каменноугольного пека с фенолформальдегидной смолой - метилнафталина позволяет повысить текучесть состава, что улучшает его физико-химические свойства и обеспечивает более плотную структуру футеровки, повышая ее термостойкость, теплопроводность и химическую стойкость, а использование в наполнителе чугунной стружки в значительной мере повышает электропроводимость футеровочной массы, что снижает падение напряжения на подине и удельный расход электроэнергии.
Кроме того, применение в качестве наполнителя стружки серого чугуна, содержащего графит в форме игольчатых пластинок, а также небольшое количество кремния и фосфора минимизирует усадку смеси, что также повышает качество футеровки и износостойкость подины.
Заявляемый огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как использование в наполнителе дополнительно стружки серого чугуна фракции 0,2-1,6 мм с включением в нее фосфора и кремния, а в связующем - в качестве пека - каменноугольного пека и дополнительно метилнафталина при указанных выше соотношениях компонентов, обеспечивающих достижение заданного результата.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Заявляемый огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки может найти широкое применение в черной и цветной металлургии и потому соответствует критерию "промышленная применимость".
Заявляемый огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки содержит наполнитель, включающий графит и/или термоантрацит и серый чугун в виде стружки размером 0,2-1,6 мм, включающий также небольшое количество фосфора и кремния (соответственно 0,8-1,6% и 2,5-3,6% по массе чугуна), а также связующее, содержащее каменноугольный пек, фенолформальдегидную смолу, метилнафталин и отвердитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- серый чугун в виде стружки размером 0,2-1,6 мм 60-70
- графит и/или термоантрацит фракции не более 0,2 мм 8-12
- связующее 22-28,
при следующем содержании ингредиентов по отношению ко всему огнеупорному составу, мас.%:
- каменноугольный пек 11-21
- метилнафталин 2-4
- фенолформальдегидная смола 4,3-6,7
- отвердитель 0,3-0,7.
В качестве растворителя смолы может использоваться, например, циклогексанол или ксилол.
Огнеупорный состав приготовляется из трех компонентов:
- твердой части - наполнителя;
- жидкой (вяжущей) части, называемой далее смолой;
- отвердителя.
Соотношение смола: отвердитель составляет 5:1; на каждую часть приготовленной смеси (смола+отвердитель) приходится примерно 14-17 частей твердого компонента.
В качестве отвердителя используется, в частности, феноламин или уротропин.
Сначала в смеситель загружают фенолформальдегидную смолу с отвердителем и перемешивают их, затем добавляют наполнитель (серый чугун в виде стружки, графит и/или термоантрацит и измельченный каменноугольный пек с метилнафталином) и перемешивают в течение 10 минут до получения однородной смеси. Измельченный пек рассматривается в данном случае как наполнитель, являясь одновременно и вяжущим веществом. При комнатной температуре состав остается пригодным в течение 2 часов. При комнатной температуре плотность смолы и отвердителя составляют соответственно 1,15 г/см3 и 0,92 г/см3. Общий объем V состава, требуемый для заделки, определяют как Vзазора × 3,1 г/см3 (плотность до застывания). Для заделки одного катодного стержня требуется 30 кг состава:
- смола 1,75 кг;
- отвердитель 0,35 кг;
- наполнитель 29,40 кг.
Выход - 31,50 кг готовой смеси.
Для изготовления одной тонны огнеупорного состава для заделки катодных стержней, например, требуется:
- 700 кг чугунной стружки заданного размера марки серого чугуна;
- 100 кг отходов мехобработки блоков (термоантрацит и графит);
- 220 кг среднетемпературного каменноугольного пека, в т.ч. 190 кг пека и 30 кг метилнафталина;
- 60 кг клея, в т.ч. фенолформальдегидной смолы 55 кг и отвердителя 5 кг.
Потребность состава на одну подину электролизера составляет около 700 кг.
Физико-технические характеристики приведены ниже в таблице.
Заявляемый состав в сравнении с прототипом имеет лучшие физико-химические свойства и обеспечивает снижение падения напряжения на подине и повышение ее износоустойчивости.
Claims (1)
- Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки, содержащий наполнитель, включающий в себя графит и термоантрацит, связующее, включающее пек, фенолформальдегидную смолу и отвердитель, отличающийся тем, что наполнитель содержит дополнительно серый чугун в виде стружки размером 0,2-1,6 мм, содержащей фосфор и кремний в количестве соответственно 0,8-1,6% и 2,5-3,6% по массе чугуна, в качестве графита и термоантрацита наполнитель включает графит и термоантрацит фракции не более 0,2 мм, связующее в качестве пека содержит каменноугольный пек и дополнительно метилнафталин при следующем содержании компонентов, мас.%:Серый чугун в виде стружки размером 0,2-1,6 мм 60-70Графит и термоантрацит фракции не более 0,2 мм 8-12Связующее 22-28при следующем содержании ингредиентов по отношению ко всему огнеупорному составу, мас.%:Каменноугольный пек 11-21Метилнафталин 2-4Фенолформальдегидная смола 4,3-6,7Отвердитель 0,3-0,7
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133370/04A RU2257360C1 (ru) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133370/04A RU2257360C1 (ru) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003133370A RU2003133370A (ru) | 2005-07-10 |
RU2257360C1 true RU2257360C1 (ru) | 2005-07-27 |
Family
ID=35837466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003133370/04A RU2257360C1 (ru) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2257360C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100396643C (zh) * | 2006-08-04 | 2008-06-25 | 郑州纪翔耐材股份有限公司 | 新型模压轻质炭砖及其制造方法 |
-
2003
- 2003-11-17 RU RU2003133370/04A patent/RU2257360C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МОРТЕН С., ХАРАЛЬД А.О. Катоды в алюминиевом электролизе, Алюминиум Ферляг, II издание, Красноярск, 1996, с.29-34. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100396643C (zh) * | 2006-08-04 | 2008-06-25 | 郑州纪翔耐材股份有限公司 | 新型模压轻质炭砖及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003133370A (ru) | 2005-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7785497B2 (en) | High swelling ramming paste for aluminum electrolysis cell | |
ZA200505248B (en) | Cathode systems for elecrtolytically obtaining aluminium | |
CN108101514B (zh) | 以浸焦油与沥青的镁砂为骨料的低碳镁碳砖及其制备方法 | |
CA1131386A (en) | Carbon bearing contact paste | |
CA2154887C (en) | Production of carbon-based composite materials as components of aluminium production cells | |
CN111116204A (zh) | 高性能高炉主沟挡渣墙预制件及制备方法、施工方法 | |
EP2651184A1 (en) | Electrode paste for electrodes in binder-free graphite with hydrocarbon base | |
RU2257360C1 (ru) | Огнеупорный состав для заделки катодных стержней в подовые блоки | |
CN103038396A (zh) | 铝电解池用阴极块及其制造方法 | |
DE1172859B (de) | Kathodenwanne fuer die Herstellung von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse | |
US3871986A (en) | Joint ramming cement for electrolytic reduction cell cathodes | |
JPS5898378A (ja) | プリベ−ク炭素陽極用充填目地材 | |
NZ201387A (en) | Aluminium cell cathode-coating composition comprising refractory hard material | |
JPS6038354B2 (ja) | 冷間成形用炭素質ペ−スト | |
CA2805562C (en) | Process for producing a cathode block for an aluminium electrolysis cell and a cathode block | |
Liang et al. | Electrolytic properties and element migration in Ni–TiB2/Al2O3 composite cathode | |
RU2548875C1 (ru) | Холоднонабивная подовая масса | |
RU2557177C2 (ru) | Графитированное фасонное катодное устройство для получения алюминия и его графитированный замедлительный катодный блок | |
CN1309105A (zh) | 转炉用接缝材料 | |
US5746895A (en) | Composite refractory/carbon components of aluminium production cells | |
AU690087B2 (en) | Refractory/carbon components of aluminium production cells | |
RU2312936C1 (ru) | Электропроводная паста для соединения металлических и углеродсодержащих материалов | |
JPH034630B2 (ru) | ||
CN112047747A (zh) | 一种高性能赛隆刚玉复合碳化硅可塑料及其制备方法 | |
JP2001328872A (ja) | 導電性乾式焼付材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071118 |