SU1136422A1 - Теплоизол ционна шихта дл обжига углеродсодержащих заготовок - Google Patents

Abstract

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ШИХТА ДЛЯ ОБЖИГА УГЖРОДСОДЕРЖАЩИХ ЗАГОТОВОК, включающа  высокотемпературный каменноугольный пек, кокс и гидрид титана, о тлич ающа  с   тем, что, с целью снижени  окисл емости при обжиге и уменьшени  количества микродефектов на заготовках, она содержит компненты при следующем соотношении, мас.%: Кокс62-69 Гидрид титана 1-4 Высокотемпературный каменноугольный пек Остальное.

Description

Изобретение относитс  к производству углеродной продукции, в частности к составам теплоигзол ционной шихты дл  обжига углеродсрдержащих заготовок.

Известна теплоизол ционна  шихта дл  обжига углеродсодержащих заготовок , состо ща  из древесного угл  с-добавками парафина (2-4 мас.%)-. Использование этой шихты понижает окисл емость обжигаемых заготовок благодар  ее активному реагированию с килородом воздуха, что предохран ет от его воздействи  заготовки. Однако ив этом случае окисл емость заготовок остаетс  значительной, т.к. из-за низкого коксового остатка парафина (не более 20 мас.%) не происходит св зывани  частиц древесного угл  в плотную защитную корку. Часть кислорода воздуха проникает к обжигаемым заготовкам и окисл ет их, В результате этого понижаетс  прочность заготовок и повышаетс  их электросопротивление .

Известна также теплоизол ционна  шихта, включающа , каменноугольный пек (25-35%) и древесный уголь (остальное ) . Каменноугольный пек при нагреве в смеси с древесным углем образует защитную корку с тонкопористой структурой. В порах этой корки происходит более полное св зывание кислорода воздуха, чем в насыпном слое чистого древесного угл . Однако и в этом случае окнсл емость заготовок остаетс  достаточно высокой, так как часть кислорода воздуха по пористой структуре защитной корки попадает к заготовкам и окисл ет их.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  шихта дл  приготовлени  насадки 3j, включаю;ща , мае.%:

Углеродный наполнитель

(нефт ной или пековый

кокс или графитировдиный материал)30-75

Каменноугольный пек

(среднетемпературный

или высокотемператур- 18-35

ный)

Гидрид титана5-35

Однако окисл емость и количество микродефектов изделий, получаемых при использовании этой массы,  вл ютс  высокими.

Цель изобретени  - снижение окисл емрсти при обжиге и уменьшение количества микродефектов на заготовках .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что теплоизол ционна  шихта дл  обжига углеродсодержащих заготовок , включающа  высокотемпературный каменноугольный пек, кокс и гидрид титана, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: Кокс61-69

Гидрид титана 1-4

Высокотемпературный

каменноугольный

пек Остальное

Использование гидрида титана оправдано тем, что в начале обжига он инертен, когда активен по отношению к кислороду непрокаленный кокс. При температурах выше 700 С гидрид титана разлагаетс  с образованием значительных количеств водорода, создающего восстановительную среду И преп тствующего окислению заготовок . По завершении выделени  водорода кислород воздуха подходит к теплоизол ционной щихте, но здесь освободившийс  от водорода титан начинает св зывать проникающий кислород , 1 г титана способен прин ть до 400 см кислорода.

Применение тщательно перемешанно смеси указанных компонентов фракции менее 100 мкм в виде сло  толщиной 50-70 .мм над загруженными в углеродной пересыпке заготовками создает при обжиге мелкопористую плотцурл защитную корку. Получение еще более мелкой фракции компонентов смеси технически довольно сложно, а при крупности более 100 мкм эффективность защитной шихты снижаетс  изза снижени  удельной поверхности. При толщине насыпного сло  менее

50 мм толщина спеченной корки не обеспечивает защитных функций, при толщине сло  более 70 мм при неизменной эффективности возрастают трудности по извлечению корки из контейнера после обжига. I Таким образом, высока  удельна  ;поверхность смеси, активное реаги-

рование компонентов с кислородом на прот жении всего процесса обжига , мала  возможность проникновени  кислорода через защитную корку создают благопри тные услови  дл 

5 получени  прочных заготовок с пониженным удельным электросопротивлением .

Пример. Заготовки холодного прессовани  диаметром 20 и высотой

0 20 мм получают путем прессовани  пресс-порошка в стальной матрице при комнатной температуре и удельном давлении 1000 кгс/см/см. Пресспорошок состоит из 62 мас.% непро5 каленного кокса (ГОСТ 22898-78) и 38% высокотемпературного каменноугольного пека (ГОСТ 1038-75), Кокс и пек предварительно совместно измельчают в вибромельнице М-400

0 в течение 30 мин до фракции менее 100 мкм. Температура разм гчени  пека .

Углеродсодержащие заготовки помещают в стальной контейнер, предварительно на дно его насыпают слой засыпки из прокаленного кокса марки КНПС толщиной 25-30 мм с размером частиц 0,5-1,2 мм. Заготовки в количестве 10 шт. помещают на слой

Q пересыпки так, чтобы их оси совпадали с осью контейнера, а между соседними заготовками рассто ние составл ло не менее 10 мм. Заполн ют пространство между ним и засып-

5 кой. Сверху делают из этой же засыпки покровный слой толщиной 4050 мм и выше его помещают защитньй слой теплоизол ционной шихты толщиной 50 мм. Шихта состоит из гидрида титана, непрокаленного кокса

и высокотемпературного каменноугольного пека. Соотношение компонентов шихты варьируют.

Контейнер накрывают стальной крышкой и помещают в лабораторную муфельную печь. Нагрев ведут со скс5ростью 2,5°С/мин до температуры 900 С, после чего дают вьщержку в течение 1 ч. Охлаждение контейне- pa провод т вместе с печью до комнатной температуры за 15-20 ч. После обжига заготовки всех партий взвешивают, измер ют их размеры, рассчитывают потерю массы и объемную усадку. Обожженные заготовки загружаю в графитовый тигель, пустоты заполн ют коксовой засыпкой фракции 0,51 ,2 мм. Тигель помещают в лабораторную печь сопротивлени . Графитацию заготовок провод т в среде инертного газа (азот, аргон) до температуры 2700С. Скорость нагрева составл ет 6,5С/мин, выдержка при конечной температуре 30 мин, охлаждение - в те- чение 15-20 ч. В таблице представлены потери маесы от окислени  и объемна  усадка обожженных заготовок,.а также прочность при сжатии и удельное электросопротивление графитированных загоКомпонент , мае./

Состав

высокотемнепрокаленный кокс перат. пек

35 35 29 35 29 30 30

65 64 69 62 67 66 65

1

2 3 4 5 6 7

Количество

Потер  массы при обжиге заготовок с микроде- от окислени . фектом, %

9,3

3,5 6,0 2,3 6,0 2,0 6,0 2,1 5,0 1,8 5,0 1,8 9,3 2,6 товок с использованием при обжиге теплоизол ционной шихты предложенного состава (2, 3, 4, 5, 6) в сравнении с прототипом (7) и запредельным количеством гидрида титана (1). Из приведенных данных следует, что введение гидрида титана в количестве 1-4 мас,% приводит к снижению окисл емости массы при обжиге на 10-30% ) а количество микродефектов на заготовках (микротрещин) уменьшаетс  с 9,3 до 5-6% по сравнению с сое- тавом, наход щимс  вне за вленных пределов по содержанию гидрида титана (5 мас.%). Из таблицы видно, что указанный состав (кокс 66%, пек 30%, гидрид титана 4%), наход щийс  по всем ком понентам в за вленных интервалах, имеет хорошие показатели.

Claims (1)

1. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ШИХТА ДЛЯ ОБЖИГА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ЗАГОТОВОК, включающая высокотемпературный каменноугольный пек, кбкс и гидрид титана, о тлич ающая с я тем, что, с целью снижения окисляемости при обжиге и уменьшения количества микродефектов на заготовках, она содержит компненты при следующем соотношении, мае.2:

   Кокс 62—69

   Гидрид титана 1-4

   Высокотемпературный каменноугольный пек Остальное.