Способ подготовки шихты с непрерывным спектром размеров частиц для получения изделий методом экструзионного прессования пластичных масс (original) (raw)
(57) Изобретение относится рукционных графитовых ма твердого наполнителя метод используются в качестве осна разливке металлов, изготовле производстве пластических м техники, Для аихты с не ний размер частиц ассования изделий, ти от диаметра выра в соответствии с меров частиц определяют средшихты, подготовленной для преподбирают шихту в зависимосходного отверстия (0) экструдевыражением а /О К где К -ного экструдера определяема постоянная для даня опытным путем. 1 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Государственный научно-исследовательскийинститут конструкционных материалов на основеграфита(73) Государственный научно-исследовательскийинститут конструкционных материалов на основеграфита(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ С НЕПРЕРЫВНЫМ СПЕКТРОМ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИОННОГО ПРЕССОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХМАСС к производству консттериалов на ооюве ом экструзии которые стки при непрерывной нии ниппелей тиглей в асс и других отраслях прерывным спектром раз 2001878Изобретение относится к производствуконструкционных улатериалов на основетвердого наполнителя, в частности изделийиз графитоеьх материалов. применяемых вкачестве оснастки при непрерывной разливке металлов, изготовлении ниппелей,тиглей, и может бьггь использовано в производстве пластических масс.В химической технологии широко применчатся способ экструзионного прессования для получения изделий из различныхматериалов, в том числе в производствеконструкционньа графитов из пластичныхкоксопековых композиций, Распространенность способа экструзии связана - в первуюочередь с высокой производительностью ияо.".л 1-а эостыв получения иэделий большойдлины. Однако, высокие касательные напряжения, аозникаощие при экструзиимассы, вызываот образование в изделияхдефектов типа полостей и сдвиговых трещин,Целью изобретения является оптимизация фракционного состава шихты наполнителя и предотвращение возникновениядефектов в издлиях в процессе экструзии.Как показывает опыт производстоа коксопековых заготовок методом экструзии, сушест ваннуо роль в образовании этого типадефектов ьп раат диаметр заготовки или отверстие экструдера) и фракционный составтвердых коксосых частиц в шихте.Пра,.;л,":гэатся способ подготовки шихтыс непрарьнуныл 1 спектром размеров частицдля получа гия изделий методом экструзионного прассо гни,-1, в котором в отличие отпрототип дополнительно определяютсредний размер частиц шихты, подготовленной для прессования изделия, подбиракэт шихту, удОлагворяощую выражениюа/ОЕ. гда лсредний размер частиц вшихте; О - дилл;атр выходного отварстияэкструдара; К постоянная Для данного экстоудара, Оп",даллаыдя Опытным путем,Средний рзэмар астиц определяетсяпо фоом у;да =-. рЦаЪ.1 ьгде (а) - функция распределения част;ц поразмерам,Значение постОянной К зависит От профиля экструдара и различно для разных экстрударов, но для конкретного зкструдара сразличными сменными кассетами, опрадаляющи 1 и дналат р выходного Отверсия, постоянно,Ирадла ал:ьй критерий подбора состава викт 1 Ос ,асан на двух положениях, известных з иссл .дований реологии точения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 суспензий, Первое состоит в том, что касательные напряжения, действующие при экструзии массы, зависят от диаметра выходного отверстия экструдера. В первом приближении эту зависимость можно положить линейной, т,е т= т(О) = А О,Второе в соответствии с известными данными о дисперсных системах заключается в том, что предел текучести твердообразных дисперсных систем, отождествленных с телом Бингама, пропорционален размеру частиц дисперсной фазы, т.е, то В а, где В - постоянная; а - размер частиц,Для полидисперсной системы это записано в видего-В а,Таким образом, отнеся предел текучести дисперсной системы к действующим касательным напряжениям в экструдере, можно видеть, что величина той а/О должна быть постоянной при изменении а и О, если ставится условие предотвращения проскальзывания слоев, Другими словами-К,От.е, предел текучести массы должен бытьбольше или равен действующим напряжением при экструзии. Поскольку необходимопределенный запас надежности, то ясно,что величина К не равна отношению предела текучести к действующим напряжениям,а несколько больше.Разработанный критерий оптимизациифракционного состава был опробован приизготовлении заготовки конструкционныхграфитов на Московском электродном заводе, Результаты представлены в таблице 1.В таблице 1 представлены значения величины отноцания среднего диаметра частиц к диамагру заготовок. Можно выдеть,что при значениях а/О0,98 в заготовкахвозникают деФекты. Таким образом, дляэкструдера, используемого для изготовления перечисл знных в таблице заготовок материалов, предлагаемый критерийзапишется в вида е/О1 10, Для большей наглядности результаты таблицы представлены на графике на чертеже.Заштрихованная полоса является границей дефектных и бездефектных заготовок. Заметим, что точка, отображающаязаготовки материала примера 7, (см,таблицу), лежит существенно выше допустимойграницы и поэтому содержит больше чемэто необходнл О частиц крупных фракций.Такиул Образом, достигаемый положительный эффект заключается в том, что разработанный способ подготовки шихтыпозволят баз существенных материальных2001878 ленни гранулометрического состава гарантирует отсутствие дефектов в заготовках при возможных колебаниях фракционного состава сортовых бункеров, поскольку кри терий выбирается с определенным запасомнадежности,затрат при производстве заготовок определить с помощью количественного критерия состав шихты, требуемый для получения бездефектных заготовок при разработке новых марок графитов, усовершенствовать состав промышленно выпускаемых марок графитов в части приближения к критериальной границе и. следовательно, повышения однородности структуры. Кроме того, соблюдение критерия при состав(56) Чалых Е.М. Технология углеграфитовых материалов, М.: Металлургия, 1963, с.140 - 10 144. Примеры при апробации критерия оптимизации шихты на заготовках конструкционных графитовСо е жание ак ий, ф При- Тип О, мм а, мммер графиЬВМ та С,5- -1,2 мм 1,22,3глм а 103 -0,09О мм Без дефекта То же Тре,цины То же60 65 75 75 80 70 46,7 49 43,8 300 260 О 2 25 Без дефектов То же319 33,4 16,223,8 15,9 16,2 1,06 0,98 ф ормула изобретен и я СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ С НЕПРЕРЫВНЫМ СПЕКТРОМ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИОННОГО ПРЕССОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ МАСС,отличающи йся тем, что, с целью оптимизации фракционного состава и предотвращения возникОПМГГПМГГПГМЗГМЗГМЗГМЗ 225 225 100 225 450 500 0,300 0,268 0,204 0,098 0,087 0,110 0,302 0,478 0.489 1.00 1,03 0.91 0,44 0,39 1,10 ноаения дефектов в изделиях, дополнительно определяют средний размер частиц шихты, подготовленной к прес- сованию, и для прессования используют шихту, удовлетворяющую выражению а 0 К где а - средний размер частиц в шихге, О - диаметр выходного отверстия зкструдера. К - постоянная экструдера.