Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Углеродный наполнитель смешивают с нефтяным пеком, обладающим плотностью 1250-1260 кг/см2 выходом летучих 46,0-58,0% и температурой размягчения 85-12-°С. Полученную массу прессуют, обесобжигают и графируют. Полученные изделия обладают теплопроводностью 127-136 Вт/м.град, критерием термостойкости 16,3-23,8. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2045473
Класс(ы) патента: C01B31/04
Номер заявки: 4901241/26
Дата подачи заявки: 09.01.1991
Дата публикации: 10.10.1995
Заявитель(и): Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт электродной промышленности
Автор(ы): Лысова Г.А.; Слепова В.М.; Мочалов В.В.; Артельных В.Г.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Уралэлектродин"
Описание изобретения: Изобретение относится к производству графитированной продукции, в частности к способам получения графитированных электродов, и может быть использовано в электродной промышленности.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ изготовления графитированных электродов, включающий дозирование наполнителя и связующего, перемешивание компонентов, прессование, обжиг и графитацию, отличающийся применением в качестве связующего анизотропно коксующегося каменноугольного пека с низким содержанием золы (0,2 об.), нерастворимых в хинолине веществ не более 5,0 нерастворимых в толуоле веществ не менее 20 и температурой размягчения 80 120оС (К-S).
К недостаткам данного способа следует отнести получение графитированных изделий с высокими значениями коэффициента термического расширения в перпендикулярном оси прессования направлении (2,3 3,8 ˙ 10-6, 1/град), а также большое выделение вредных веществ при обжиге из связующего каменноугольного пека, в том числе канцерогенных (3,4-бензпирена до 4,2 мкг-г).
Целью изобретения является повышение теплопроводности и термостойкости изделий и снижение количества выделяемых при термообработке смолистых веществ и 3,4-бензпирена.
Цель достигается посредством использования в известном способе изготовления графитированных электродов в качестве связующего нефтяного пека плотностью 1240-1260 кг/м3, выходом летучих веществ 46,0 58,0 и температурой размягчения 85 120оС.
Нефтяной пек является продуктом термообработки остатков переработки нефти и ее составляющих. В зависимости от условий термообработки могут быть получены нефтяные пеки, имеющие различные качественные показатели.
Установлено, что изготовление графитированной продукции на основе нефтяного пека, имеющего плотность 1240 1260 кг/м3, выход летучих веществ 46,0 58,0 и температуру размягчения 85 120оС, позволит улучшить термостойкость изделий, за счет снижения коэффициента термического расширения перпендикулярно оси прессования и повышения теплопроводности, что особенно важно для работы электродов на больших плотностях тока в мощных электросталеплавильных печах.
Для оценки стойкости материалов к термическому удару используют критерий Кинджери:
R где R критерий термостойкости;
σp предел прочности на разрыве, кгс/см2;
λ коэффициент теплопроводности, Вт/моС;
Е модуль упругости, кгс/см2;
α коэффициент линейного расширения, 1/оС.
Из приведенной формулы следует, что для повышения термостойкости материала необходимо повышение его механической прочности при разрыве и снижение модуля упругости и коэффициента термического расширения.
Следовательно, теплопроводность и КТР являются важными показателями для оценки возможности применения искусственного графита в технике, так как во многом определяют устойчивость материала к тепловому удару.
Сравнение КТР материалов обычно проводят по величине объемного КТР
αобъемн= + α Для материалов, изготовленных методом прошивного прессования из игольчатого кокса вследствие поликристаллической структуры графита, базисное расположение которой находится вдоль оси прессования, всегда меньше. Следовательно, определяющим фактором для αобъемнследует считать α и тогда снижение α для графитированного материала приводит к увеличению его термоустойчивости при эксплуатации.
Кроме того, при обжиге изделий на нефтяном пеке по сравнению с изделиями на каменноугольном пеке снижается выделение смолистых веществ на 20 отн. и 3,4-бензпирена в десятки раз.
Следовательно, при изготовлении графитированной продукции на основе нефтяного пека улучшаются условия труда.
П р и м е р 1. Способ получения графитированных изделий с использованием нефтяного пека, имеющего следующие характеристики:
Температура размяг- чения, оС 125
Выход летучих веществ, 46,0
Пикнометрическая плотность, кг/м3 1260
Содержание 3,4-бензпи- рена, 0,14
В смеситель объемом 3 л загружают импортный игольчатый кокс и нефтяной пек и перемешивают при температуре соответствующей вязкости пека около 40,0 Па˙с в течение 45 мин. Полученную массу формуют продавливанием через мундштук диаметром 60 мм.
Спрессованные образцы подвергают термообработке в промышленных условиях: обжигу в камерных печах по 360-часовому графику до температуры в теле заготовки 850оС, графитации в печах Ачесона при температуре до 2700оС. Графитированные заготовки подвергают испытаниям на соответствие требованиям ТУ 48-12-41-81 "Электроды графитированные специальные". Дополнительно для полученного графитированного материала определяют коэффициент термического расширения при 20-520оС и теплопроводности при 200оС.
П р и м е р 2. Способ получения графитированных изделий аналогичен примеру 1, но в качестве связующего используют нефтяной пек с характеристиками:
Температура размяг- чения, оС 85
Выход летучих веществ, 58,0
Пикнометрическая плотность, кг/м3 1240
Содержание 3,4-бенз- пирена, 0,09
П р и м е р 3. При использовании в качестве связующего материала нефтяного пека с температурой размягчения 120оС, выходом летучих веществ 49 пикнометрической плотностью 1250 кг/м3 и содержанием 3,4-бензпирена 0,14 графитированные изделия, изготовленные по предлагаемому способу, имеют следующие характеристики:
КТР || оси 0,45˙10-6 1/оС
оси 1,75˙1 1 С
теплопроводность ( λ) 133 Вт/м. град
Расчетная величина критерия термостойкости 23,6
Количество веществ, выделившихся при термообработке до 800оС пекоуглеродных масс: Смолистые вещества, мг/т 250 3,4-Бензпирен, мкг/т 452
П р и м е р 4. Способ получения графитированных изделий, аналогичный примеру 1, но в качестве связующего использован нефтяной пек со следующими характеристиками: Температура размягче- ния, оС 71,5 Выход летучих веществ, 61,4
Пикнометрическая плотность, кг/м3 1200
Содержание 3,4-бенз- пирена, 0,11
П р и м е р 5. Способ получения графитированных изделий аналогичный примеру 1, но в качестве связующего использован нефтяной пек со следующими характеристиками:
Температура размягче- ния, оС 130 Выход летучих веществ, 42
Пикнометрическая плотность, кг/м3 1270
Содержание 3,4-бенз- пирена, 0,16
Графитированные изделия по примеру 4 имели брак в виде поперечных трещин вследствие невозможности достижения на существующем оборудовании необходимых температурных режимов изготовления пекоуглеродной массы.
П р и м е р 6. Способ получения графитированных изделий, аналогичный примеру 1, но в качестве связующего использован каменноугольный пек со следующими характеристиками:
Температура размяг- чения, оС 68,0
Выход летучих веществ, 56,9 Пикнометрическая плотность, кг/м3 1310
Содержание 3,4-бенз- пирена, 1,56
Свойства графитированных изделий, изготовленных по предлагаемому и известным способам, приведены в таблице.
Из таблицы видно, что по сравнению с изделиями, изготовленными на основе других видов связующего, использование предлагаемого изобретения позволяет для графитированных изделий: снизить коэффициент термического расширения на 28-40% повысить теплопроводность на 7-41% и тем самым увеличить термостойкость материала на 43-109 отн.
Кроме того, выделение 3,4-бензпирена в воздух рабочих помещений при обжиге изделий уменьшится в десятки раз. Снижение выделения смолистых веществ составит около 20
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий смешивание углеродного наполнителя со связующим, прессование из полученной массы изделий, их обжиг и графитацию, отличающийся тем, что, с целью повышения теплопроводности и термостойкости изделий и снижения количества выделяемых при термообработке смолистых веществ и 3,4-бензпирена, в качестве связующего используют нефтяной пек с плотностью 1240 1260 кг/м3, выходом летучих веществ 46,0 58,0% и температурой размягчения 85 120oС.