Патент на изобретение №2355134
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к электропроводящему составу для стыкового соединения расходуемых углеродсодержащих электродов, используемых в дуговых электрических печах. Состав содержит, мас.%: интеркалированный графит с размером частиц 100-400 мкм – 40-60 и жидкое стекло – остальное. Изобретение позволяет повысить электропроводность углерод-углеродных резьбовых соединений расходуемых электродов для дуговых печей при температуре эксплуатации до 2000°С и выше, уменьшить контактное сопротивление в месте соединения, а также снизить удельный расход электродов в процессе плавки. 2 табл.
Изобретение относится к электропроводящему составу для стыкового соединения расходуемых углеродсодержащих электродов, используемых в дуговых электрических печах. В процессе работы электродуговой печи необходимую для плавки шихты энергию подводят через графитизированные электроды, соединенные в колонны, выполненные в виде набора электродов, соединенных между собой с помощью ниппелей. По мере расходования электрода электродные колонны периодически удлиняют путем свинчивания заранее подготовленных новых электродов и ниппелей к ним. Для предотвращения развинчивания резьбового соединения часто применяют клеевые составы или штифты. Из патента GB 1409334 известна электропроводящая клеевая композиция на основе эпоксидного, фуранового или фенолформальдегидного полимера с отвердителем. Из патента US 4208149 известна клеевая композиция на базе полиуретана, способная испаряться при достижении температур Из патента RU 2107413 известно использование в качестве клеевого состава фенольных синтетических смол с низким молекулярным весом, точка плавления которых перемещается в область температур выше 60°С после добавления в качестве катализатора полимеризации некоторого количества гексамина (гексаметилентетрамина (CH2)6N4). В патенте ЕР 0260529 раскрывается электропроводящий состав, наиболее близкий к предложенному, содержащий частицы пека и других углеродных материалов – графита, кокса, углерода в смеси с вспенивающим агентом, в качестве которого применяют серу, нитрированное отфильтрованное масло или 2,4-динитроанолин или их смесь. К недостаткам известных материалов относится большое удельное сопротивление образующегося переходного слоя – контакта при температуре выше 900°С. Задачей изобретения является повышение электропроводности резьбовых соединений расходуемых электродов для дуговых печей при температуре их эксплуатации до 2000°С. Поставленная задача решается электропроводящим составом для стыкового резьбового соединения расходуемых углеродсодержащих электродов, используемых в дуговых электрических печах, содержащим графит, в соответствии с которым он дополнительно содержит жидкое стекло, а в качестве графита – интеркалированный графит с размером частиц 100-400 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сущность изобретения состоит в следующем. При нагревании резьбового соединения с использованием заявленного состава происходит интенсивное расширение интеркалированного графита, электропроводящий состав расширяется и уплотняет резьбовое соединение углеродных стержней (заполняются все пустоты, раковины, поры и т.п.), таким образом получается практически монолитное соединение с равномерной электропроводностью. Размер частиц интеркалированного графита, используемого в заявленном составе, оказывает следующее влияние: – при размере частиц менее 100 мкм происходит недостаточное уплотнение расширенного материала и, как следствие этого, снижение электропроводности соединения; – при размере частиц более 400 мкм нарушается равномерность распределения пасты в резьбовом соединение и снижение электропроводности. Соотношение компонентов в заявленном составе является оптимальным, так как при содержании интеркалированного графита менее 40% происходит заметное снижение электропроводности, а при более 60% консистенция состава не позволяет качественно нанести состав на соединяемые элементы. Изобретение осуществляется следующим образом. Для получения состава брали интеркалированный (окисленный) графит по ТУ 5728-006-12267785-96 и жидкое стекло по ГОСТ 13078-81. Указанный состав перемешивали в смесителе Z-образного типа без подогрева до получения однородной массы (20-30 минут). На одном графитовом электроде диаметром 120 мм нарезали наружную резьбу с шагом 6,35 мм, на втором электроде – внутреннюю с тем же шагом. Резьбовое пространство соединенных электродов промазывали приготовленным составом. Изготовленное резьбовое соединение помещали в муфельную печь, где моделировали разогрев электродов в процессе эксплуатации до температуры 1500°С. К концам электродов подводили электрические контакты, которые позволяли определять сопротивление графитового резьбового соединения при различных температурах. При достижении температуры эксплуатации графитовых электродов выше 250°С в массе электропроводящего состава происходит разложение интеркалированного графита со значительным увеличением его объема, что приводит к уплотнению резьбового соединения и, как следствие, к увеличению электропроводности образца. Дальнейшее повышение температуры до 1500°С существенно не влияет на электропроводность резьбового соединения, которое, практически, не отличается от электропроводности массива графитового стержня. В таблице 1 приведены три примера электропроводящего состава. В таблице 2 приведены результаты испытаний.
Таким образом, предложенные составы электропроводящих материалов обеспечивают прочное бездефектное резьбовое графит-графитовое соединение при минимальных потерях электроэнергии в месте контакта соединяемых материалов.
Формула изобретения
Электропроводящий состав для стыкового резьбового соединения расходуемых углеродсодержащих электродов, используемых в дуговых электрических печах, содержащий графит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жидкое стекло, а в качестве графита – интеркалированный графит с размером частиц 100-400 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
200°С.