SU995389A1 - Защитное покрытие графитового электрода дуговой электропечи - Google Patents

Description

(54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ГРАФИТОВОГО ЭЛЕКТРОДА ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

1

Изобретение относитс  к электротермии и может быть использовано при подготовке или изготовлении электродов и выплавке металлов и сплавов в электродуговых сталеплавильных печах.

Известно огнеупорное покрытие электродов , электродуговых печей; содержащее,: магнезит , жидкое стекло 38-42, мел 22-28 1J.

Однако данное покрытие характеризуетс  недостаточной термической стойкостью и прочностью сцеплени  с электродом, что приводит к отслаиванию и разрушению покрыти  .в период работь печей. Защитна  роль покрыти  сводитс  к формированию сло  материала с компонентами, обладающими огнеупорными свойствами, при этом отсутствует химическа  защита углерода. Кроме того, при высоких температурах компоненты Покрыти  взаимодействуют с углеродом , окисл   его, что приводит к снижению механической прочности покрыти  и его отслоению от электрода.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  защитное покрытие, содержащее жидкие углеводороды и мелкодисперсный порошок . В этом покрытии в качестве порошка используют алюминиевую пудру .

Недостатком указанного покрыти   вл етс  то, что алюминий после испарейи  керосина на поверхности электрода не образу5 ет с углеродом термодинамически прочных соединений, а окислы алюмини , формируемые на поверхности электрода при работе дуговой печи, плохо защищают углерод от окислени , так как на границе углерод элек 0 трода-окисел алюмини  идет диффузионное окисление углерода электрода с образованием окиси углерода, что приводит к отслоению корочки окиси алюмини , .разрушению покрыти  и поверхности электрода.

15 Цель изобретени  - повыщение стойкости графитовых электродов в агрессивной газовой смеси.

Указанна  цель достигаетс  тем, что покрытие , содержащее жидкие углеводороды и мелкодисперсный порошок, в качестве указанного порошка содержит порошок сплава металла с карбидобразующими материалами при следующем соотношении ингредиентов , вес.°/о:

Мелкодисперсный

порошок5-50

Жидкие углеводороды50-95 .

Целесообразно использовать порошок дисперсностью 0,01 -1,0 мм при содержании карбидобразующих материалов 30-95 вес.%.

Жидкие углеводороды (керосин, бензин, олифа и др.) хорошо смачивают поверхность грас|)ИтоБых электродов, что обеспечивает проникновение в поры графитового электрода мелкодисперсного порошка кремнистого и (или) кальциевого сплава. При нагревании графитового электрода с жидкими углеводородами в порах электрода без доступа кислорода происходит пиролиз жидких углеводородов с образованием сажистого углерода . В порах и на поверхности графитового электрода кальций и кремний мелкодисперсного порошка сплава  вл ютс  карбидобразующими элементами и при образовании сажистого углерода взаимодействуют с углеродом, что приводит к формированию карбидов кремни  и (или) кальци  в порах и на поверхности электрода. Карбиды кремни  и (или) кальци  обладают высокой термодинамической дрочностью при работе электродов в агрессивных газовых смес х (воздух, кислород, галогенсодержащие смеси , азотсодержаш,ие смеси и др.). Температура разложени  и плавлени  карбидов кремни  и кальци  значительно выше температуры нагрева поверхности электрода при работе в сталеплавильных агретатах, что обеспечивает высокую прочность и стойкость покрыти , содержащего в процессе работы карбиды кальци  и (или) кремни . Механическа  прочность покрыти  и его хорошее сцепление с поверхностью электрода достигаетс  образованием химического соединени  карбидов с поверхностью электродов и пор при работе электродов в сталеплавильных агрегатах .

При содержании кремнистого и (или) кальциевого сплава в покрытии менее 5 вес. количество кремни  и (или) кальци  недостаточно дл  образовани  плотного покрыти  из карбидов кремни  и (или) кальци , что снижает механическую прочность, стойкость и защитные функции покрыти  электрода.

При содержании кремнистого и (или) кальциевого сплава в покрытии более 50 вес.°/о в зкость покрыти  резко увеличиваетс , проникновение порошка сплава с жидкими углеводородами в поры электрода снижаетс , .покрытие формируетс  только на поверхности электрода, снижаетс  механическа  прочность покрыти , происходит его отслоение от электрода и снижаетс  стойкость электрода.

При дисперсности порошка менее 0,01 мм технологи  изготовлени  порошка указанных размеров затруднена, требуютс  специальные методы получени  порошков, например газофазное, плазмохимические осаждени  и другие, применение которых экономически нецелесообразно вследствие их высокой себестоимости, а положительный эффект от применени  предлагаемого защитного покрыти  не оправдываетс  затратами на его изготовление.

При дисперсности порошка более 1,0 мм

проникновение кремнистого и (или) кальциевого сплава в поры графитового электрода затруднено, защитное покрытие формируетс  только по поверхности электрода, что снижает механическую прочность и сцепл емость защитного покрыти  с электродом, вследствие чего снижаетс  стойкость графитовых электродов.

При содержании кремни  в кремнистом и (или) кальци вкальциевом сплавах менее

30 вес.% количество вводимого кремни  и (или) кальци  в покрытии недостаточно дл  формировани  карбидов кремни  и кальци , на поверхности электрода формируютс  различные фазы, которые по своим защитным свойствам значительно хуже карбидов кремни  и кальци .

При содержании кремни  и (или) кальци  в сплаве более 95 вес.% стоимость затрат на изготовление защитного покрыти  не оправдываетс  повышением стойкости электрода. Сплавы с высоким содержанием кремни  и кальци  дорогосто щие и примен ть их дл  формировани  защитных покрытий неэффективно. В качестве конкретных материалов в составе предлагаемого покрыти  предусматриваетс  примен ть сплавы крем0 ни  и кальци  с железом следующих марок СК25, СКЗО (ГОСТ 4762-71) стоимостью 42 коп/кг, ФС-65, ФС-75 (ГОСТ 1415- 78) и другие сплавы с дополнительным легированием чистым .кремнием и кальцием. Размол указанных сплавов осуществл 5 етс  на мельницах бегунах и импульсных измельчител х до порошка фракций 0,01 - 1,5 мм. В качестве жидких углеводородов предусмотрено примен ть авиационный бензин марки Б70 (ГОСТ 1012-54) стоимостью 9 коп/л, А66, 72, 76, АиЭЗ и другие стоимостью 13-21 коп/л (ГОСТ 2084-67), уайт-спирт (ГОСТ 3134-52), керосин тракторный (ГОСТ 1842-52), керосин осветительный (ГОСТ 4753-79) и другие . Указанные углеводороды хорощо сма5 чивают графитизированные электроды, обеспечивают проникновение кремнистого и (или) кальциевого порошка в поры электрода . Защитное покрытие предусматриваетс  наносить кистью, распылителем в струе газа и окунанием электродов в раствор с по следующим его вращением при многократном повторении нанесени  покрыти . Нагрев поверхности электродов дл  формировани  карбидов осуществл ют индукционным методом , электрической или плазменной дугой, инфракрасным и другими видами излучени . Пример. Проверку предлагаемого защитного покрыти  провод т на графитизированных электродах марки ЭГОА (ГОСТ 4426- 71) диаметром 400 мм, примен емых дл  выплавки сталей различных марок в электродуговых печах типа ДСП-25. Стойкость электродов провер ют по расходу электродов на одну тонну выплавл емого металла. Фактический расход графитизированных электродов ЭГОА отечественного производства без защитного покрыти  составл ет 7.2 кг/т.

При применении защитного покрыти  известного состава расход электродов снижаетс  на 0,2 кг/т, что не обеспечивает экономического эффекта от применени  вследствие существенных затрат на создание покрыти . Предлагаемое защитное покрытие изготавливают из кремнистых и кремнекальциевых сплавов марки СК-30 ГОСТ 4762- 71 и ФС-75 ГОСТ-1415-78 с дополнительным легированием при сплавлении чистыми по составу кремнием, кальцием или железом дл  выбора оптимальных пределов составов. Кремнистые и кремнекальциевые сплавы дроб т и измей5.ьчают на бегунах и импульсных измельчител х до мелкодисперсного порошка размером 0,01:1,5 мм и ввод т его в жидкие углеводороды, в качестве которых примен ют авиационный бензин марки Б70 (ГОСТ 1012-54). Состав защитного покрыти  контролируют по весу вводимого кремниевого или кремнекальциевого сплава. Защитное покрытие нанос т кистью и пульверизаторами (мелкодисперсную 0,01 - 0,08 мм фракцию порощка). Защитное покрытие сушат и нагревают в струе газа при 1000-1250°С без доступа кислорода до формировани  сло  сажистого угл ерода и карбидов кргемни  и кальци  на поверхности электрода. После формировани  карбидов кремни  и кальци  электроды нагревают до 1300-1800°С дл  карбидизации сло  защитного покрыти , что обеспечивает упрочнение сло  покрыти  и его высокую механическую и термическую стойкость. Затем, после охлаждени , электрод устанавливают в электропечь и провод т испытани  при стандартных режимах проведени  плавки.

Расход графитизированных электродов при предлагаемом покрытии снижаетс  до 6,4 кг/т, что- составл ет 0,6 кг/т экономии электродно о материала по сравнению с расходом при известном покрытии.

Экономический эффект составл ет 0,5- 1,2 руб/т.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   . Защитное покрытие графитового электрода дуговой электропечи, содержащее жидкие углеводороды и мелкодисперсный порошок , отличающеес  тем, что, с целью повышени  стойкости электрода в агрессивной газовой смеси, в качестве указанного порошка использован порошок сплава металла с карбидобразующими материалами при следующем соотношении ингредиентов, вес.% Мелкодисперсный порошок дисперсностью 0,01 -1,0мм5-50

   Жидкие углеводороды50-95
2. 2. Покрытие по п. 1,. отличающеес  тем, что порошок содержит 30-95% карбидобразующих материалов.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 354615, кл. Н 05 В 7/08, 1970.

   2.Авторское свидетельство СССР № 300522, кл.. Н 05 В 7/06, 1970.