Разработка энергоэффективной технологии производства изостатического графита

Разработаны энергоэффективные технические решения и регламенты прессования, обжига и графитирования заготовок изостатического графита, которые не имеют аналогов в Украине и обеспечивают снижение удельного расхода электроэнергии. Определены параметры сырьевой базы для получения заготовок изостатического графита и сформулированы требования к полуфабрикату «зеленых» образцов изостатического графита, получаемых на этапе прессования. Установлено, что в качестве наполнителя необходимо применять прокаленный кокс игольчатой структуры со средним размером (10–30)  мкм, а в качестве связующего – высокотемпературный пек, способ размола наполнителя – вибромельница или струйная мельница, способ смешения наполнителя с пеком – горячее при температуре 270 ºС, способ прессования – гидростатическое в эластичных формах с плотностью получаемых образцов не менее 1500 кг/м 3 и высокой однородностью. Определен рациональный состав прессовой смеси и энергоэффективный регламент ее прессования. Установлено, что прессмесь для получения изостатического графита требует более качественного перемешивания и использования высокотемпературного связующего. Разработаны физические, математические и численные модели процессов обжига и графитирования заготовок для получения изостатического графита. Определены зависимости теплофизических, электрических и механических свойств заготовок изостатического графита от характеристик технологических регламентов обжига и графитирования. Установлены зависимости влияния габаритных размеров заготовки на параметры регламентов их обжига и графитирования. Определено, что обжиг заготовок изостатического графита требует высокой однородности температурного поля (низко градиентного поля) и чрезвычайно низких темпов подъема температуры, особенно в диапазоне интенсивного остаточного газовыделения. Показано, что графитирование изостатического графита также требует высокой однородности температурного поля. На основе численного анализа определено, что оборудование для обжига и графитирования образцов изостатического графита должно обеспечивать следующие условия термообработки: радиальный перепад температуры по заготовкам должен быть не более чем 3–5 °С; обжиг заготовок изостатического графита диаметром более 200 мм в многокамерных печах Ридгаммера является невозможным из-за большой длительности процесса. Поэтому для этого необходимо применять однокамерные печи с выкотным подом или электропечи, обеспечивающие градиент температуры в заготовках не более (10–36) К/м. На основе численных и экспериментальных исследований разработаны энергоэффективные регламенты обжига и графитирования заготовок изостатического графита.