Изготовление графитированных электродов
Каменноугольный кокс и антрацит – это основные компоненты электродной массы и угольных электродов для самоспекающихся электродов. Чтобы изго¬товить графитированные электроды используются малозольные нефтяной, пековый и сланцевые коксы.
Введение в шихту искусственного и иногда естественного графита вместе с боем графитированных электродов позволяет повысить эксплуатационные свойства электродов. Использование средне и высокотемпературного каменноугольного пека позволяет связывать твердые компоненты шихты изделий из электродов, а при производстве электродной массы применяют чистый каменноугольный пек средней температуры или смесь пека с каменноугольной смолой.
Для производства электродных изделий сырые материалы дробят и прокаливают (кроме графита и обожженного боя) в трубчатых или ретортных печах с вращающимся барабаном. Это способствует увеличению их плотности, удалению основной массы летучих веществ, повышению механической прочности и электропроводности. После прокаливания материалы измельчают в мельницах различных видов и на дробилках, а затем рассевают их на вибрационных гро¬хотах или барабанных ситах.
После подготовки рассчитывают точную дозировку материалов, которая зависит от типа сырья и его гранулометрических составляющих. Затем материал вместе со связующим загружается в смесительные машины, при этом жидкие смола и пек заранее нагреваются для удаления частично летучих веществ и влаги. Тщательное смешивание при ~150 °С приводит к образованию однородной смеси – электродной массы. Эта масса используется для переработки на электроды либо выпускается в чистом виде для изготовления самоспекающихся электродов.
Для получения электродов на гидравлических прессах массу выдавливают через мундштук при давлении (50—200) • 105 Па (50—200 кгс/см2), которое зависит от сечения изделия.
Электроды в спрессованном состоянии охлаждаются при помощи воды на специальных рольгангах и обжигаются в секционных газовых печах непрерывного действия. В печах связующее становится коксом, благодаря чему резко увеличивается механическая прочность электродов, их термическая стойкость и электропроводность. Обжиг осуществляется при 1200—1300 °С в печи в специальной засыпке из мелкого коксика, которая препятствует сгоранию или деформации электродов. Длительность обжига колеблется в зависимости от величины и плотности изделий от 320 до 400 ч.
Графитированные электроды можно получить путем обжига заготовки в электрических печах сопротивления при 2500—3000 °С за 50—60 ч, при этом сами электроды и пересыпка — коксик фракции 10— 30 мм являются здесь сопротивлением. Процесс графитизации, с учетом этапов загрузки материала, его графитизации, остывания и разгрузки печи, занимает 7—10 сут. Это позволяет повысить электропроводность, химическая стойкость, теплопроводность, а также уменьшить твердость электродов.
После этого начинается механическая обработка электродов: обтачивается цилиндрическая поверхность, обрабатываются торцы и нарезаются ниппельные гнезда. Для ниппельного соединения используются ниппеля с винтовой нарезкой, ввинчиваемые в ниппельные гнезда в торцах электродов. Для угольных электродов иногда используется конический ниппель на одном конце, и коническое гнездо – на другом. Цилиндрические и конические ниппели используется у графитированных электродов (рис. 1). Ниппели изготавливаются из специальных заготовок с механической прочностью и высокой плотностью, получаемых благодаря пропитыванию обожженных заготовок пеком при давлении 5-106 Па (5 ат) и температуре 280—300 °С.
Рис. 1 – Соединение электродов при помощи цилиндрического (а) и конического (б) ниппелей (А – пековая пробка)
Для того чтобы улучшить качество эксплуатации графитированных электродов, могут быть использованы различные защитные покрытия, пропитывать различными солями или добавлять в массу различные вещества, уменьшающие окисление электрода. Благодаря этому расход электродов снижается на 20—30 %.
Введение в шихту искусственного и иногда естественного графита вместе с боем графитированных электродов позволяет повысить эксплуатационные свойства электродов. Использование средне и высокотемпературного каменноугольного пека позволяет связывать твердые компоненты шихты изделий из электродов, а при производстве электродной массы применяют чистый каменноугольный пек средней температуры или смесь пека с каменноугольной смолой.
Для производства электродных изделий сырые материалы дробят и прокаливают (кроме графита и обожженного боя) в трубчатых или ретортных печах с вращающимся барабаном. Это способствует увеличению их плотности, удалению основной массы летучих веществ, повышению механической прочности и электропроводности. После прокаливания материалы измельчают в мельницах различных видов и на дробилках, а затем рассевают их на вибрационных гро¬хотах или барабанных ситах.
После подготовки рассчитывают точную дозировку материалов, которая зависит от типа сырья и его гранулометрических составляющих. Затем материал вместе со связующим загружается в смесительные машины, при этом жидкие смола и пек заранее нагреваются для удаления частично летучих веществ и влаги. Тщательное смешивание при ~150 °С приводит к образованию однородной смеси – электродной массы. Эта масса используется для переработки на электроды либо выпускается в чистом виде для изготовления самоспекающихся электродов.
Для получения электродов на гидравлических прессах массу выдавливают через мундштук при давлении (50—200) • 105 Па (50—200 кгс/см2), которое зависит от сечения изделия.
Электроды в спрессованном состоянии охлаждаются при помощи воды на специальных рольгангах и обжигаются в секционных газовых печах непрерывного действия. В печах связующее становится коксом, благодаря чему резко увеличивается механическая прочность электродов, их термическая стойкость и электропроводность. Обжиг осуществляется при 1200—1300 °С в печи в специальной засыпке из мелкого коксика, которая препятствует сгоранию или деформации электродов. Длительность обжига колеблется в зависимости от величины и плотности изделий от 320 до 400 ч.
Графитированные электроды можно получить путем обжига заготовки в электрических печах сопротивления при 2500—3000 °С за 50—60 ч, при этом сами электроды и пересыпка — коксик фракции 10— 30 мм являются здесь сопротивлением. Процесс графитизации, с учетом этапов загрузки материала, его графитизации, остывания и разгрузки печи, занимает 7—10 сут. Это позволяет повысить электропроводность, химическая стойкость, теплопроводность, а также уменьшить твердость электродов.
После этого начинается механическая обработка электродов: обтачивается цилиндрическая поверхность, обрабатываются торцы и нарезаются ниппельные гнезда. Для ниппельного соединения используются ниппеля с винтовой нарезкой, ввинчиваемые в ниппельные гнезда в торцах электродов. Для угольных электродов иногда используется конический ниппель на одном конце, и коническое гнездо – на другом. Цилиндрические и конические ниппели используется у графитированных электродов (рис. 1). Ниппели изготавливаются из специальных заготовок с механической прочностью и высокой плотностью, получаемых благодаря пропитыванию обожженных заготовок пеком при давлении 5-106 Па (5 ат) и температуре 280—300 °С.
Рис. 1 – Соединение электродов при помощи цилиндрического (а) и конического (б) ниппелей (А – пековая пробка)
Для того чтобы улучшить качество эксплуатации графитированных электродов, могут быть использованы различные защитные покрытия, пропитывать различными солями или добавлять в массу различные вещества, уменьшающие окисление электрода. Благодаря этому расход электродов снижается на 20—30 %.