Прочность угольных материалов

Технология изготовления угольных и графитированных анодов описана в литературе 15—7]. Искусственный графит обладает свойствами, которые позволяют применять этот материал для изготовления аподов в ряде электрохимических процессов. Графитовые аноды химически стойки, ингеют хорошую электропроводность и высокую механическую прочность. Материал графитовых электродов в отличие от материала угольных электродов имеет высокую степень чистоты, значительно меньшее содержание золы, обладает кристаллической структурой. Большинство примесей, содержащихся в сырье, применяемом для производства графитовых анодов, улетучиваются в процессе графитации при температуре около 2200 С. Искусственный графит поддается механической обработке, электродам из графита можно придать геометрическую форму, необходимую и пригодную для конструирования анодного блока электролизера. Такие электроды сравнительно дешевы и доступны для использования. [c.82]

При повышении уровня помола шихты наблюдается увеличение пористости и снижение структурной прочности получаемого из нее кокса. Общая пористость увеличивается за счет образования крупных пор и уменьшения толщины стенок пор, что определяет структурную прочность кокса. Вместе с тем при измельчении шихты снижается трещиноватость кокса, что повышает прочность его кусков. Таким образом,, изменение гранулометрического состава и перераспределение угольного материала по классам крупности, наблюдающееся при изменении помола шихты, оказывает противоречивое влияние на прочность кокса. [c.74]

Прочность же угольно-керамических материалов а) с увеличением пористости уменьшается б) при одинаковой пористости мелкопористые материалы прочнее крупнопористых в) с повышением температуры обжига изделия его прочность сначала увеличивается и достигает максимума при температуре около 1500° С, а затем уменьшается после графитации она уменьшается почти в 2 раза г) с повышением температуры прокалки исходного сыпучего материала прочность изготовленного из него блока уменьшается д) при смачивании жидкостями, а также при сор бции паров и газов прочность блоков уменьшается это характерно для всех мелкопористых материалов е) при температурах выше 1000° С прочность угольных блоков заметно больше, чем при нормальных условиях. [c.73]

Возникшие напряжения могут разрушать материал кокса. Разрыв с образованием трещин происходит на участках тела с максимальной дислокацией напряжений или в местах нарушения однородности тела. Неуправляемое образование трещин в коксовом пироге в камере коксования приводит к формированию отдельностей, т,е, кусков различного размера. При термической обработке углеродистых изделий (угольные формовки, брикеты) скорость нагрева следует выбирать с учетом сопоставления уровня возникающих при этом в материале внутренних напряжений с предельно допустимыми напряжениями, обусловленными прочностью нагреваемого материала. [c.192]

Элементами прочности пористого тела кокса являются прочность спекания остаточного материала угольных зерен или петрографических компонентов в объеме зерен, о диняемая понятием прочности поверхностного спекания твердость материала (вещества) кокса, или когезионная прочность сопротивление, зависящее от толщины стенок пор. [c.14]

Кроме капиллярной конденсации в этом явлении принимает участие пневматолиз. Пневматолизом называется разложение газообразных органических веществ на нагретых поверхностях. В результате на поверхностях отлагается глянцевый уголь, обладающий большой плотностью и твердостью. Результаты опыта показывают, что если через накаленный угольный блок пропускать пары бензина или некоторых других веществ, то объемный вес и прочность блока увеличиваются. Уплотнение материала блока при этом происходит неравномерно — с поверхности больше, а внутри меньше. [c.160]

Электроды отличаются довольно высокой прочностью и термостойкостью, неплохо показали себя в работе как электроды аккумулятора благодаря высокой удельной поверхности достигается высокий коэффициент использования активной массы в случае использования пористых угольных электродов как проводящего и каркасного материала для электродов различных типов аккумуляторов, [c.60]

Для изготовления искусственного угля в качестве исходного сырья применяют нефтяной и каменноугольный кокс, реже антрацит и графит. Промытый соляной кислотой для удаления золы и прокаленный углеродистый материал в виде порошка смешивают с каменноугольным пеком и антрацитовым маслом, прессуют под давлением 200—1 500 ат в изделия или блоки, а затем подвергают обжигу без доступа воздуха при температуре 1 350— 1 400°С. Во избежание возникновения внутренних напряжений, деформаций и трещин обжиг ведут в течение 5— 8 суток и охлаждение в течение 6— 10 суток. В процессе обжига связующее вещество массы превращается в кокс, происходит спекание и усадка угольной массы, удаляются летучие прочность массы значительно повышается, она превращается в монолит. Угольные яблоки имеют пределы проч- [c.59]

Прочность брикета зависит от силы сцепления связующего материала с поверхностью угольных частичек (силы адгезии) и прочности пленки связующего вещества (силы когезии). При использовании связующего имеет также большое значение влажность материала. Избыточное ее содержание препятствует адсорбции связующего, а понижение содержания вызывает необходимость большого расхода связующего вещества. Для дробленых каменных углей оптимальной является влажность 2-4 %. В качестве связующих используют каменноугольный пек и нефтяной битум. Эти вещества содержат высокомолекулярные соединения, плавящиеся в широком диапазоне температур. Прочность коксобрикетов зависит и от спекаемости угля, подвергаемого холодному брикетированию. Угли, обладающие слишком низкой спекаемостью, не образуют достаточно прочных брикетов. В то же время угли, обладающие высокой спекаемостью (У > 12 мм), также не дают достаточно прочных коксобрикетов из-за большой трещиноватости. [c.208]

Электроды различной формы и размера производятся несколькими фирмами. Высшие сорта электродов могут быть сделаны из графитовых или угольных стержней спектральной чистоты с помощью простого инструмента (например, с помощью заточного станка) [3]. Необработанные угольные стержни можно очищать самодельным инструментом. Примеси легко удаляются из угольных стержней нагреванием до 2700 °С электрическим током при плотности тока около 500 А/см . Однако даже с предельной осторожностью невозможно приготовить однородный материал для электродов с одинаковыми диаметром, прочностью, пористостью и чистотой по длине стержня. Более дешевые сорта спектральных углей недостаточной чистоты можно очистить, если это необходимо, таким же способом Г4]. [c.90]

Искусственный графит обладает свойствами, которые делают его пригодным для использования в качестве анодного материала в ряде электрохимических процессов. Графитовые аноды имеют достаточную химическую стойкость, сравнительно хорошую электропроводность и высокую механическую прочность. От угольных электродов графит отличается высокой степенью чистоты, значительно меньшим содержанием золы и кристаллической структурой. Большинство примесей улетучивается в процессе графитации при температуре около 2200°С. Искусственный графит хорошо поддается механической обработке, поэтому изделиям из графита можно придать необходимую геометрическую форму, удобную для конструирования анодного блока электролизера. [c.108]

Угольные электроды изготовляют из сортов угля, содержащих минимальное количество золы и обладающих большой механической прочностью (так называемый ретортный уголь и антрацит), а также из нефтяного и смоляного кокса. Как антрацит, так и нефтяной кокс, для улучшения электропроводности, увеличения плотности и уменьшения содержания летучих веществ предварительно кальцинируют при нагреве до 1000°. Кальцинирование производится в специальных печах, причем материал предварительно измельчают до зерен определенной величины. Для получения электродов кальцинированные материалы смешивают со связующим веществом в специальных смесителях при паровом или электрическом обогреве. В качестве связующего исполь-зуют каменноугольную смолу, гудрон или газовую смолу. Готовую смесь прессуют на гидравлических прессах под большим давлением (300 кг см ) и получают электроды требуемой прямоугольной или круглой формы. [c.116]

Получаются в результате взаимодействия диоксидифенил-пропана с фосгеном или диэфирами угольной кислоты. Поликарбонат твердый прозрачный материал, обладающий высокой механической прочностью, особенно ударной вязкостью и твердостью, повышенной нагревостойкостью, водо стойкостью, атмосферостойкостью, кислотостойкостью, масло- и жаростойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. Растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах, = 140—150° С = = 220- 230 С. [c.193]

Вторым этапом является измельчение материала с целью получения определенной смеси зерен различной величины. Это необходимо, так как позволяет добиться в готовом электроде наибольшей плотности и наивысшего сопротивления на разрыв. Состав электродов по величине зерен весьма различный в зависимости от тех целей, для которых предназначаются данные электроды. Так, крупные угольные электроды для электропечей в большинстве состоят из крупно измельченного антрацита и из мелкого помола нефтяного кокса и антрацита, а, например, электроды для последующего получения графитовых анодов состоят только из одного мелкого помола нефтяного кокса. Одной из главных задач при составлении электродной смеси из материалов различного помола является уменьшение пористости электродов и придание последним соответствующей прочности. [c.55]

Необходимо также отметить все возрастающее за последние годы использование угольных и графитированных изделий в качестве химически стойкого материала в химической промышленности [30 — 33,38]. Это использование основывается на том факте, что углерод при температуре до 100°, а в некоторых случаях даже до 200°, является одним из наиболее химически стойких материалов в отношении кислот и щелочей, а также ряда органических продуктов. Хорошая теплопроводность угольных и графитированных изделий, теплостойкость их, возможность обработки на станках и сравнительно высокая механическая прочность, к тому же не падающая, а возрастающая с температурой (модуль упругости для графита при 2000° на 40% больше, чем при комнатной [34]), делают углерод почти незаменимым материалом в ряде химических производств, в частности связанных с использованием плавиковой и соляной кислот. [c.78]

Для изготовления угля в качестве исходного сырья применяют антрацит, нефтяной кокс или другой углеродистый материал в виде порошка различного гранулометрического состава. Измельченный, прокаленный углеродистый материал смешивают с каменноугольным пеком и с небольшим количеством антраценового масла. После формовки полученной массы на гидравлических прессах для придания угольным изделиям требуемых свойств (низкое удельное электрическое сопротивление, термическая стойкость, механическая прочность и др.), изделия подвергают обжигу без доступа воздуха при температуре разложения связующ его вещества до превращения его в кокс. Процесс обжига во избежание возникновения вредных напряжений длительный. Так, нефтяной кокс, смешанный со смолой, подвергается обжигу в течение 24—50 суток при ЮОО - . [c.489]

В процессе коксования углеродистый материал превращается в монолит и выпускается для промышленности в виде угольных электродов. Угольный электрод обладает сравнительно высокими механическими свойствами предел прочности при растяжении 26—59 кг/см , при сжатии 134—288 кг/слг и изгибе 56—117 кг/см . [c.489]

К л а с с 3. Целый ряд важных обесцвечивающих углей изготовляется путем карбонизации в специальных ретортах, при определенных условиях температуры и давления, таких, например, веществ, как лигнит, сульфитные щелока, опилки, дерево разных сортов и подобные им материалы. Желательная пористость, компактность и механическая прочность угля, получающегося в результате карбонизации, изменяется в широких пределах, в зависимости от условий, при которых производилась первоначальная карбонизация. В некоторых случаях материал подвергается вторичной карбонизации, Например когда он находится в виде угольных частичек, из которых большинство летучих веществ уже удалено. После изготовления уголь активируется воздухом, окислами углерода,--хлором, перегретым паром, или смесью пара и воздуха. Когда для активации применяются газообразные соединения углерода, углерод из этих соединений может отлагаться в активной форме на материале, подвергающемся активации, в особенности в тех случаях, когда при активации поддерживаются относительно низкие температуры. Плотность угля в течение процесса активации несколько понижается. [c.790]

На рис. 46 приведены данные наших опытов, показывающие зависимость прочности спекшегося материала от содержания в нем пека. В этих опытах производили спекание порошка пекового кокса, остаток которого на сите 0,05 мм составляет 33%. Смесь порошка кокса с битумом нагревали в тигле, погруженном в угольный порошок для защиты от окисления воздухом. Скорость нагревания и конечная температура во всех опытах были одинаковы. Прочность спекшегося материала измеряли при помощи маятиика-диспергатора и по степени измельчения в шаровой мельнице. [c.165]

Увеличение температуры нагрева угля шахты им. Абакумова перед формованием на 10° по сравнению с оптимальным режимом приводит к получению непрочного, легко истирающегося кокса с пониженной пористостью (см. табл. 2). Выход класса <10 мм при испытании в барабане повышается с 6 до 19%, а показатель прочности коксового материала снижается с 6,8 до 4,8 кгм1дм . Объясняется это тем, что нри нагреве угольных зерен до 45Г>° ггроизошло разложение значительной части образовавшегося пластического угольного вещества, которое при более низкой температуре формования (445°) склеивало отдельные зерна в монолитную массу. [c.63]

Электроды печи должны обладать высокой электропроводимостью, выдерживать высокие температуры и иметь достаточную механическую прочность. Этим требованиям удовлетворяют исключительно изделия на основе углерода угольные и гра-фитированные электроды, получаемые обжигом малозольных углеродньцс материалов. Для уменьшения расхода материала верхнюю ч ть электрода изготавливают из стали и охлаждают водой. Электроды укреплены в специальных зажимах и в процессе плавки могут перемещаться в вертикальном направлении в соответствии с заданной программой, что обеспечивает постоянство длины дуги. [c.88]

Зольность анодов и анодной массы, применяемых в производстве алюминия, должна быть не более 0,6%. Зольность сырья для катодных блоков и боковых плит может достигать 87о- ГОСТ ограничивает как содержание РегОз и SIO2, так и размеры пор и механическую прочность блоков. На получение 1 т алюминия расходуется около 0,6 т углеродистого материала (электродная масса, угольные блоки и плиты для футеровки электролизера). [c.490]

Прочность и твердость графитированных блрков зависят от качества материала угольных. заготовок. Наиболее, твердые блоки получаются из заготовок, содержащих сажу, древесный уголь и другие угли из органических веществ с высокой степенью окисленности. [c.74]

Графитированные электроды в таких условиях обычно не растрескиваются. Это указывает на взаимосвязь между образованием трещин и механическими свойствами материала электродов. Материал графитированного электрода, несмотря на его мепьшую прочность, оказывается более термически устойчивым, чем угольного. Это следует объяснить большей упругостью гра-, фитированного материала и большей его теплопроводностью. [c.198]

Как правило, углеродсодержащий материал 6 представляет собой угольную или коксовую пыль и предназначен для повышения прочности получаемых брикетов и повышения реакционной способности брикетов в процессе восстановнтачьного плавления. [c.131]

При взаимодействии бурого угля с раствором гидроокиси калия образуется щелочно-угольная композиция. Поведение щелочно-угольной композиции на всех стадиях переработки отличается от разложения сырья в производстве адсорбентов сернисто-калиевой активацией. Это обусловлено физико-химическими особенностями бурого угля как сырья и различным характером разложения композиций. Влияние модификатора (гидроокиси калия) начинает проявляться с момента его введения в исходный бурый уголь, который представляет собой сложную пространственную структуру с большим числом областей ароматического характера, высокой реакционной способностью. Наличие гуминовых кислот и большого количества функциональных групп повышает реакционную способность материала, в результате чего бурый уголь активно откликается на обработку щелочными реагентами. При этом идут процессы диспергирования исходных структурных элементов маточного материала бурого угля за счет процессов, схожих с процессом омыления. Происходит значительный разогрев пасты. Имеет место глубокое химическое модифицирование исходного сырья, приводящее к пластической гелеобразной системе, обладающей высокой пространственной подвижностью. Равномерное распределение водного активатора по всей массе материала и большая вероятность образования соединений близких по типу к ПАВ способствуют получешпо пластичной композиции с достаточной исходной прочностью, обусловленной действием сил адгезии. Увеличение количества модификатора улучшает пластические свойства системы, так как вместе с гуматами в процессе струк-турообразования принимает участие и непрореагировавшая с гуминовыми кислотами щелочь. [c.542]

В процессе взаимодействия высокоповерхностно-активных веществ — сланцевого битума IV и извести с поверхностью угольных частиц помимо физической сорбции происходят явления химической сорбции. Как известно [38, 39], сцепление пленки битума с поверхностью минерального материала при наличии лишь физической сорбции значительно меньше, чем в случае химического взаимодействия. При этом с течением времени прочность брикетов с битумно-известковыми пастами [c.96]

Как показали опыты, мелкозернистые брикеты обладают более высокой термоустойчивостью, чем крупнозернистые. Брикеты, изготовленные из того же райчихинского угля крупностью О—1 и О—3 мм, показали термоустойчивость соответственно 16,5 и 3,5 мин. Это объясняется телт, что абсолютные значения усадки в процессе термической обработки углей растут с увеличением размера угольных зерен. Значительно отличающиеся друг от друга по размерам угольные частицы подвергаются и различной линейной усадке. В брикете такая неравномерность усадки приводит к появлению местных напряжений. При величине напряжений усадки, превышающей прочность материала, в брикете образуются трещины, ослабляющие сцепление угольных зерен. В результате этих явлений термоустойчивость брикетов уменьшается. [c.133]

Спекание угольных зерен является одним из факторов прочности материала кокса, его истираемости. Благодаря прочным связям между зернами спекание углей придает структуре полукокса жесткость, которая усиливает внутреннее напряжение, возникаюшее при его усадке. Вследствие этого чрезмерное повышение спекаемости шихты повышает напряженность структуры кокса, а также увеличивает трещиноватость кокса, т. е. способствует повышению хрупкости. Начальное окисление изменяет характер внешней поверхности угля, адсорбировавшей кислород. У более молодых и более реакционноспосо бных углей адсорбированный кислород может входить в химическое соединение с веществом угля у поверхности, вызывая его местную полимеризацию и конденсацию (см. стр. 547). Хотя при этом еще не изменяется элементарный состав, выход летучих веществ и даже толщина пластического слоя, rao спекаемость угля и прочность кокса изменяются. Это вызывается тем, что адсорбированный кислород образует пленку, которая ухудшает смачиваемость угля, увеличивает вязкость и газопроницаемость пластической массы. Поэтому показатели вязкости и газопроницаемости пластического слоя оказываются более чувствительными к окислению, чем пластометрические показатели. [c.552]

Важнейшим сырьем для изготовления угольных электродов являются углеродистые материалы, составляющие главную массу электрода, и связующие, при помощи которых измельченный исходный материал связывается в плотный блок. Для придания последнему необходимой прочности и формы смесь из измельченного материала и пека или смолы, служащих связкой, подвергают на специальных прессах формовке или выдавливанию. Полученные электроды обжигают в особых печах при температуре 1200— 1300°С, после чего они идут в соответствующую механическую обработку, и, в случае надобности, могут быть использованы как полуфабрикат для графитироваиия. [c.54]

Кроме сплошных электродов, в качестве нагревателей для высокотемпературных печей сопротивления нашей электродной промышленностью выпускаются также согласно ГОС Т 2845—45 угольные трубы. Их изготовляют из высокосортных углеродистых материалов (нефтяного и пекового коксов, сажи), причем основным связующим является каменноугольная смола. Технологиче-кий процесс производства угольных труб предусматривает получение материала с большой плотностью (порядка 1,5 г/см ) и сравнительно малой пористостью. Благодаря этому трубы обладают хорошей механической прочностью даже при наивысших температурах и при условии хорошей внешней тепловой изоляции (сажа, керамические и угольные экраны, угольная крупка) позволяют нормально получать внутри трубы температуры 1800—2000 , а максихмаль-но до 2500°. [c.59]

Изучая кокс класса 5—25 мм методом последовательного разрушения и последовательных рассевов, установили, что макротрещиноватость кокса обычно уже реализуется при подготовке пробы для испытания. Изменение поверхности кусков кокса находится в линейной зависимости от приложенной работы для его разрушения. Это означает, что исследуемый кокс класса 5—25 мм практически уже не имеет ослабленных мест — трещин. Процесс его разрушения подобен разрушению однсфод-ного материала, подчиняющегося достаточно строго закону Риттингера. Следовательно, прочность кокса, определяемая по данной методике, характеризует прочность его вещества. При прочих равных условиях коксования, прочность характеризует спекаемость углей и угольных шихт. Испытание кокса на прочность можно рассматривать как дополнение к пластометрическому методу. [c.99]

Угольные и графитовые нагреватели выполняются в виде стержней, труб, тиглей и пластин. В большинстве случаев берется возможно более чистый материал (электродный уголь — электрографит), выдерживающий более высокую температуру, но иногда к графиту примешивается шамот (тигли) для повышения прочности изделия, и в этом случае увеличивается его удельное сопротивление и уменьшается рабочая температура [c.86]

Газовые угли представляют в пластическом состоянии весьма неоднородный материал, состоящий из плавких и неплавких составных частей. Для получения прочного кокса од]юродной структуры к газовым углям, в период их пребывания в пластическом состоянии, должны быть применены энергичные внешние механические воздействия. Размягченную угольную массу следует подвергнуть растиранию и перемешиванию, чтобы жидкая часть ее равномерно распределялась между частицами неплавкого материала. Такое распределение достигается при формовке изделий при помощи шпек-пресса. В этом случае изделия имеют более [ авномерную структуру и лучп ую прочность, чем при обычном прессовании изделий под небольшим давлением. [c.21]

В качестве материала для анодов в этом процессе получения фтора применяется уголь. Высокая механическая прочность, химическая устойчивость в данном интервале концентраций (39—43%) фтористого водорода, достаточная электропроводность — все это обеспечивает удовлетворительную работу угольных анодов в течение длительного времени. Аноды изготовляют из сортов углей, не содержащих графита, так как в присутствии последнего электроды быстро разрушаются. Широко применяются в качестве анодов обожженные угольные блоки из нефтяного кокса и термоантрацита. Недостатком угольных анодов является склонность к поля-рнзации (падение силы тока при значительном росте напряжения). Причиной этого являются образование на аноде непроводящей пленки фторидов углерода и газовая поляризация. Рассчитанный стандартный электрод- [c.338]

Армированное лакокрасочное покрытие. Вторичная защита с применением лакокрасочных покрытий из-за ограниченной толщины (не более 150—250 мкм) обладает диффузионной проницаемостью и редко применяется для защиты конструкций, постоянно эксплуатирующихся в условиях воздействия жидких агрессивных сред, например растворов кислот или щелочей. Для увеличения толщины и повышения механической прочности применяют армированные лакокрасочные покрытия. Они могут использоваться как самостоятельный вид защиты или для непроницаемого химически стойкого подслоя под футеровку. В качестве армирующего материала применяют стеклоткань, стеклорогожу, стеклосетку, а также хлориновую или угольную ткань [80]. Не все марки стеклотканей пригодны для армирования лакокрасочных покрытий. В зависимости от состава среды они должны, так же как и лакокрасочный материал, обладать соответствующей химической стойкостью. Для агрессивных сред применяют в основном стекломатериалы из алюмо-боросиликатного стекла с содержанием окислов щелоч-ных металлов не более 0,5% марок Т-11, Т-13, ТСФ, сетки стеклянные СС-1, СС-2, СС-4 и др. [c.75]