ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Графитация из "Искусственный графит" используемый в качестве наполнителя, предварительно дробят до размера кусков 30—40 мм, а затем прокаливают без доступа воздуха при высокой температуре (1200-1400 °С). Прокаливание применяют для достижения термической стабильности кокса, уменьшения содержания в нем влаги и летучих веществ, которых в сыром коксе от 0,3 до 34 %, поскольку температура его получения составляет от 420 до 550 °С [3]. [c.157] В ПОДОВОЙ печи скорость нагрева кокса в области температур выделения летучих (600-900 °С) достигает величины 130°С/мин. Общее время пребывания кокса в печи около 2 ч. Существенно меньшие скорости нагрева наблюдаются в камерной печи (скорость нагрева не превышает 0,8 С/мин, а общее время пребывания кокса в обогреваемой части камеры составляет 80—85 ч. [c.158] При одинаковых степени прокаленности кокса (действительная плотность в пределах 2,120-2,129 г/см ), удельном электросопротивлении (590-600 мОм м), содержаниях углерода и водорода кокс, полученный в рассматриваемых печах, имеет различия в некоторых свойствах. [c.158] прокаленный в камерах, более чем в 1,5 раза прочнее кокса, прокаленного в подовой печи. Низкая механическая прочность и соответственно повышенный выход мелких частиц после прокаливания кокса в подовой печи подтверждается результатами рассева кокса на узкие фракции. [c.158] Показатели качества фракций коксов, прокаленных в подовой и камерной печах, различаются, причем в разной степени. [c.159] Примечание. В числителе — для кокса с частицами размером 7 мм, в знаменателе 7 мм. [c.159] Разность между значениями объемной плотности кокса с частицами размером более и менее 7 мм, прокаленного в подовой печи, больше, чем у прокаленного в камерной печи. Объемная плотность кокса с частицами размером как более, так и менее 7 мм, прокаленного в подовой печи, несколько ниже, чем у прокаленного в камерной печи. Кокс с частицами размером более 7 мм, прокаленный в печах обоих типов, имеет большую действительную плотность и меньшую зольность. Основная причина - образование пылевых фракций в основном из менее упорядоченной части кокса. Более вьюокая зольность кокса с частицами менее 7 мм объясняется механическим загрязнением. [c.159] Форма и размер частиц кокса при измельчении определяется природой используемого сырья, методами получения из него кокса, способом и временем измельчения. Частицы различных углеродных материалов, как это показано в гл. IV, отличаются размерами и формой - сферической (сажа), пластинчатой (природный графит, нефтяной кокс). Степень измельчения, характеризуемая отношением наибольших размеров кусков, поступающих на измельчение, к размерам измельченных, зависит от типа дробильно-размольного оборудования, а также от величины поступающих на эту операцию кусков кокса. За одну операцию степень измельчения составляет 2-6 - для крупного измельчения, 5-10 - для среднего, 50 и более — для тонкого. Метод измельчения (раздавливание, раскалывание, удар, истирание), а, следовательно, и вид оборудования выбирают в соответствии с требованиями технологического процесса. [c.160] Машины для измельчения подразделяют на дробилки и мельницы. Последние обычно применяют для тонкого измельчения [3]. Считается [3], что применение шаровых мельниц приводит к получению при измельчении частиц сферической формы. В вибромельнице может быть достигнуто весьма тонкое измельчение. Так, при вибропомоле пиролизного кокса были получены частицы, размеры которых составляли доли микрометра. Эти частицы образовывали устойчивые агрегаты с эквивалентным радиусом около 30 мкм и развитой тонкой пористой структурой. Отмечено влияние газовой среды на величину удельной поверхности агрегатов [26, с. 21—25]. Тонкое измельчение приводит к разрушению элементов кристаллической структуры — ее аморфизации. В результате этого у полученного на основе таких высокодисперснь1х порошков материала окажутся пониженные теплофизические свойства. [c.160] На практике наблюдается сильное влияние влажности кокса на работу размольного оборудования, а также на дисперсность получаемого кокса, поскольку влажность непрокаленного нефтяного кокса, поступающего на измельчение, в зависимости от способа хранения и атмосферных условий колеблется в значительных пределах. Было показано [102, с. 21-24], что при получении порошков коксов промышленных помолов (до 10 м /кг) для обеспечения достаточно стабильной дисперсности кокса допускается колебание в нем влажности в пределах 0,3—1 %. При большей влажности интенсивность измельчения сильно падает вследствие слипания порошка. [c.161] Классификация или рассеивание состоит в разделении смеси измельченных частиц кокса различной крупности на фракции наиболее близких по размеру зерен. При рассеивании на одном каком-либо сите получается два продукта или класса — нижний, состоящий из зерен, прошедших через отверстия, и верхний, состоящий из зерен, оставшихся на сите. При использовании дискретного гранулометрического состава обеспечивается более плотная укладка частиц сухой шихты. Поэтому в производстве применяют порошки различной крупности — правильно подобранная смесь в дальнейшем обеспечивает более высокую плотность и, следовательно, прочность изделий. При этом крупные зерна играют роль скелета, а мелкие заполняют пустоты между ними. Для каждого вида углеродной продукции на основе большого йпыта выработан свой рецепт сухой шихты. [c.161] Сухая шихта обычных марок конструкционного графита состоит на 25-45 % из частиц крупного помола (размер частиц 0,4-0,8 мм) и 75% частиц тонкого помола (половина частиц размером менее 0,74 мм). [c.162] Цель смешения — приготовление однородной массы из заданных рецептурой компонентов достигается многократным их пересыпанием. После перемешивания сухую шихту нагревают до температуры 90—130 °С и вводят в нее жидкое связующее - обычно каменноугольнь1й пек (температура размягчения 65-70 °С, плотность 1,25-1,31 г/см , выход кокса 55 %). Связующее предварительно, как и наполнитель (кокс), проходит подготовку — его нагревают для удаления воды. После введения связующего подвижность составных частей смеси относительно друг друга уменьшается. В процессе смешения жидкий пек частично расходуется на заполнение пор коксовых частиц. [c.162] Пластичность коксопековой массы при смешении — важное при формовании заготовок продавливанием свойство, может быть характеризовано предельным напряжением сдвига (Я ах- которое уменьшается с увеличением продолжительности смешения, достигая минимальной величины при 110-130 мин. Более длительное смешение приводит вновь к росту тах вследствие процессов, ведущих к снижению пластичности повышения вязкости пека из-за испарения летучих и комкования массы. Время перемешивания массы обычно составляет 75—90 мин. Его выбирают, исходя из требования равномерности массы — с одной стороны, и ее пластичности - с другой. При этом связующее должно не только быть равномерно распределено по объему смеси, но и смачивать зерна сыпучих компонентов, что возможно при достаточной ее подвижности. Для увеличения подвижности повышают температуру смешиваемой массы на 50-70 °С выше температуры размягчения связующего, при этом связующее обладает достаточно высокой подвижностью и смачивающими свойствами. [c.162] Формование готовой массы в промышленной практике производят двумя методами продавливанием через мундштук и прессованием в пресс-форму. Реже применяют метод трамбования массы в специальные, формы ручными или пневматическими трамбовками, гидропрессование и др. При формовании продавливанием нагретую массу загружают в контейнер пресса. При этом температура массы должна составлять для изделий со средними размерами 90—100 °С для более крупных изделий температура массы несколько ниже. Существенным является обеспечение равенства температуры массы и контейнера. Несоблюдение этого условия приводит к изменению температуры прилегающих к стенкам контейнера слоев массы, отчего нарушается ее пластичность по сечению контейнера. В результате будет нарушена сплошность выпрессованных заготовок. [c.163] Загруженую массу подпрессовывают в контейнере, прилагая давление не менее 75 % от максимального усилия пресса при закрытом отверстии мундштука. Подпрессовка, увеличивая плотность массы, повышает плотность и равноплотность заготовок и способствует увеличению выхода годных изделий. Подпрессованную массу продавливают через мундштук при давлении 40—100 МПа. Формой и размером мундштука определяется поперечное сечение изделия его длина может быть различной [3]. [c.163] Давление в прессе при формовании заготовок продавливанием прямо пропорционально предельному напряжению сдвига коксопековой массы. При этом для уменьшения трения массы о стенки мундштука и получения гладкой поверхности заготовок температуру цилиндрической части мундштука устанавливают несколько выше температуры массы. Это позволяет получать изделия более равномерной плотности по сечению, потому что масса во время прохождения через мундштук подвергается равномерному обжатию. При получении промышленного графита марки ГМЗ-МТ рост давления прессования от 5 МПа увеличивает по экспоненциальному закону плотность заготовок, причем выше 25 МПа плотность асимптотически стремится к предельному значению [9, с. 106—110]. [c.163] Оба способа прессования не могут заменить друг друга, потому что свойства полученных материалов будут всегда различны, даже при одинаковом составе и способе приготовления массы. Выбор способа прессования определяется требованиями, которые предъявляют к гото-Bt iM изделиям (их внешним размерам) и экономическим соображениям. [c.164] Способ формования обусловливает прежде всего анизотропию свойств графита. При формовании изделий методом выдавливания, когда масса течет из мундштука, продолговатые пластинчатые анизометричные частицы располагаются в ней так, что их наибольшие размеры становятся перпендикулярными к направлению деформирующих усилий, т.е. перпендикулярно к радиусу мундштука, и параллельно его оси. При прессовании в пресс-форму они располагаются перпендикулярно к движению плунжера. Степень ориентировки анизометричных частиц зависит от формы и длины пути, проходимого ими при прессовании. Наибольший путь проходят частицы при формовании изделий на прошивных прессах. Этим объясняется большая анизотропия свойств у изделий, отформованных выдавливанием. При формовании наряду с анизотропией материала закладывается его разноплотность, хотя ее уровень в данном случае невелик. Последующая термообработка материала - обжиг и графитация, а также уплотнение пеком и смолами, мало изменяют анизотропию свойств. [c.164] Вернуться к основной статье