Введение к работе
Актуальность пройдеш. Интенсификация процессов выплавки электростали ввдвигает повышенные требования к качеству графити-ровагашх электродов, интегральной характеристикой которого служит уделышй расход электродов на тонну готовой продукции.
Удельный расход графитированных электродов определяется технологическим расходом (торцевым износом и боковим окислением) и потерями от поломок электродной свечи. Причинами поломок могут быть как условия эксплуатации, гак и недостаточная надежность ниппельного соединения, работающего в наиболее напряженных условиях.
Наряду с рациональной конструкцией ниппельного соединения, точностью и чистотой механической обработки, оптимальными допусками на геометрические параметры резьбового соединения, эффективными стопорящими средствами, предотвращающими раскручивание электродов, важным фактором надежности ниппельного соединения является качество ниппельного графита.
Ниппели в электродной свече подвергаются наибольшим термомеханическим нагрузкам, поэтому ниппельный графит должен иметь значительно большую механическую прочность на изгиб, меньшее значение коэффициента термического расширения, более высокую элекгро-и теплопроводность по сравнению с электродным графитом.
Опыт эксплуатации показывает, что в одних и тех же условиях уделышй расход отечественных электродов в 1,3-1,5 раза выше, чем импортных, причем основную долю в это увеличение вносят потери от поломок по ниппельному гнезду и, особенно, по ниппелю.
Неудовлетворительное качество ниппельного графита отрицательно сказывается на технико-экономических показателях работы элекгросталоплавилышх печей, тормозит развитие процесса выплавки стали в интенсивном дуговом режиме, создает потребность в закупк'.'Х
графигированных электродов по импорту. Это определяет необходимость поиска путей улучшения его свойств.
Однюл из способов повышения механической прочности на изгиб, снижения удельного злектросопротивлеюш и коэффициента термического расширения ниппельного графита является введение добавок органических волокон в процессе его изготовления. Однако отсутствие представлений о механизма действия добавок органических волокон затрудняет выбор оптимальной добавки, не позволяет стабильно реализовать ожидаемые результаты и воспроизводить материал требуемого качества.
Цель работы - установление закономерностей формирования структуры и свойств ниппельного графита с добавками органических волокон и разработка технологии, обеспечивающей получение ншше-.лей с повышенной эксплуатационной стойкостью.
Основные задачи работы:
-
Изучение закономерностей формирования структуры и свойств ниппельного графита с добавками органических волокон.
-
Выбор наиболее эффективной добавки.
-
Выявление оптимальных технологических параметров изготовления ниппельного графита с добавкой полиэфирного волокна. .
Научная новизна. Комплексными исследованиями показано, что добавки органических волокон активно воздействуют на характер и кинетику процессов, протекающих на низкотемпературной стадии карбонизации коксо-шковых КОМПОЗИЦИЙ.
Установлено, что при формовании заготовок волокна ориентируются преимущественно вдоль оси прессования. Показано, что. плавкие волокна образуют в -обожженном материале систему ориентированных каналышх пор, неплавкие волокна превращаются в утлородше элементы. Особенности поровой структуры обожженных образцов сохраняются затем в непропитанноы и пропитанном графитироваш'ом
материале.
Предложен механизм действия добавок органических волокон, заключающийся в целенаправленном создании в искусственном грабите определенной поровой структуры, способствующей улучшению качественных характеристик ниппелей и повышению их стойкости при эксплуатации.
Выявлены основные технологические факторы, определяющие эффективность действия добавки полиэфирного волокна на формирование структуры и свойств ниппельного графита.
Указшшые научные положения выносятся на защиту.
Практическая ценность работы заключается в использовании результатов исследований при разработке технологического регламента на производство пропитанных графитированных электродов диаметром 610 мм и ниппелей к ним. Полученные данные могут быть применены при разработке нормативно-технической документации для действую- ' щих я проектируемых заводов но выпуску графитированных электродов и ниппелей.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Челябинской научно-практической яонференции по физике и химии твердого тела в 1981 г. (г.Челябинск), У и УІ Всесоюзных научно-технических конференциях электродной промышленности в 1983 и 1988 гг. (г.Челябинск), Всесоюзной научно-технической конференции в 1985 г. (г.Киржач).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубли-ковшго 7 научных статей и получено 3 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введеній, 5 глав, заключения и приложений, изложена на 196 страницах, включающих основной текст, 47 рисунков, 27 таблиц, список использованных источников из 150 наименований и 7 приложений.
