Сырьевые материалы

Для производства всех типов углеграфитовых материалов применяют искусственные и естественные материалы, в которых главной составной частью является углерод.

К естественным материалам относятся антрациты и натуральные графиты. Основную же массу углеродистых материалов (преобладающую по своему количественному применению и фактическому значению) составляют искусственно приготовленные материалы.

Различные формы углерода получаются разложением органических веществ. Они могут образовываться из газовой или жидкой фазы, а также разложением твердых соединений. Из газовой фазы образуются, например, некоторые сорта сажи, а из жидкой – нефтяные коксы. Исходные материалы и способы переработки их оказывают решающее влияние на свойства сырьевых материалов.

Все сырьевые материалы, применяемые для производства углеграфитовых материалов, можно разделить на две основные группы: твердые углеродистые материалы и связующие вещества.

Антрацит – основной компонент угольных электродов и угольных блоков для кладки и футеровки печей, ванн и др. Использование антрацита в композициях улучшает эксплуатационные свойства изделий, главным образом, термостойкость. По сравнению с коксом, антрацит дает возможность получать более прочные и электропроводные изделия.

Основные требования к качеству антрацита – высокая электропроводность, механическая прочность, термическая стойкость, низкая зольность и сернистость.

При нагревании антрациты склонны к растрескиванию, причем чем быстрее поднимается температура, тем резче проявляется растрескивание. При одной и той же скорости нагревания разрушение антрацита тем больше, чем меньше степень метаморфизма. Наибольшей термической стойкостью (т.е. наименее разрушаются при тепловом ударе) обладают высоко метаморфизированные антрациты с плотностью органической массы более 1460 кг/м3.

Кроме степени метаморфизма на термостойкость антрацита влияют структурные особенности. Макроскопические антрациты литого строения с хорошо или слабо выраженным раковистым изломом, как правило, оказываются термически нестойкими.

Несмотря на внешнюю однородность, антрацит по своей структуре является сложным конгломератом. Только небольшая часть зольных примесей распределена равномерно в углистом веществе, значительная же часть зольных примесей распределена неравномерно. Большая их часть сосредоточена в тонких прослойках и отдельных включениях.

В производстве электродных и электроугольных изделий применяются донецкие антрациты, которые по своим свойствам удовлетворяют требования промышленности. Для получения изделий высокого качества необходимо, чтобы антрацит имел максимальное содержание углерода при минимальном количестве балласта в виде золы, серы и влаги.

Графиты применяют в производстве большинства углеграфитовых материалов. Роль, которую они выполняют в технологии этих материалов, различна. При производстве электродов введение графита в массу улучшает ее пластичность, снижает внутреннее трение массы, а также трение о стенки контейнера и мундштука, что обеспечивает получение более плотных изделий. В этом случае вводится небольшое количество графита (4 – 6 %), но даже такое количество влияет на увеличение электропроводности, теплопроводности и термостойкости электродов.