ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Угольные и графитированные изделия и технология графитирования Угольные электроды из "Химическая электротермия" Как это следует из предшествующего изложения, первые две из числа этих трех групп факторов определяются, в основном, происхождением углеродистого материала и температурой карбонизации. [c.43] Так как наилучшей характеристикой развития величины кристаллитов, т. е. степени графитироваиия углеродистого материала, является его электропроводность, то большинство исследователей связывает реакционную способность с электропроводностью. Особенно детально исследована эта зависимость для каменноугольных коксов. [c.43] Может считаться установленным, что реакционная способность коксов зависит, прежде всего, от строения кокса, определяемого условиями коксования, составом исходного угля и составом минеральных примесей, и, в частности, зависит от пористости кокса и характера последней (макро- и микропоры). [c.43] Дело усложняется еще тем, что состав горючего вещества кокса неоднороден, так как в него входят продукты, получившиеся в результате термического разложения различных органических соединений. Одни, из числа этих соединений, разлагаются при более низких, другие—при более высоких температурах. Значения температур разложения определяют свойства продуктов разложения. В свою очередь, температура разложения органических соединений содержащихся в исходном углеродистом материале, зависит от наличия в нем минеральных примесей, каталитически влияющих на распад термически более устойчивых соединений. [c.43] Майер и Чернышев [53], изучая связь между реакционной способностью кокса и его структурой, установили, что кокс, полученный из фузита, обладает наибольшей реакционной способностью, за ним следует кокс из дурита, а нитрит дает наименее реакционноспособный продукт. Эти выводы очень хорошо иллюстрируются данными Майера и Бадановой (табл. 13) [33]. [c.43] Из сопоставления значений температур воспламенения и прокаливания, приведенных в табл. 14, видно, что уже при 2000° начинается заметное выравнивание химической активности всех углеродистых материалов за исключением древесного угля, что связано со своеобразием его макроструктуры. [c.44] Из числа прочих углеродистых материалов следует особо отметить торфяной кокс, реакционная способность которого оказывается больше [26] не только реакционной способности каменноугольного кокса, но даже и древесного угля. Торфяной кокс уже при температурах 800—900° дает в течение нескольких секунд равновесные концентрации СО. Это подтверждено также и реакцией образования сероуглерода (см. гл. VIII, стр. 283). [c.45] Таким образом, металл является переносчиком кислорода. [c.47] Теория переносчиков кислорода , несмотря на всю свою простоту, не объясняет целого ряда экспериментально наблюдаемых фактов, например того, что катализ имеет место даже при температурах, при которых восстановление соответствующих окислов не может происходить. Остается не объясненным также и тот факт, что катзлитическим действием обладают соединения, которые не реагируют с углеродом. [c.47] Более вероятной представляется вторая точка зрения, которая, исходя из теории образования промежуточных поверхностныхокис-лов, видит каталитическое действие минеральных добавок в изменении скорости распада названных окислов. Этот взгляд подтверждается, в частности, опытными данными Семечковой и Франк-Каменецкого [60]. При этом поскольку наибольший каталитический эффект оказывают соли тех металлов, которые способны к внедрению в решетку графита (К, а. Ре), можно предположить, что изменение скорости распада поверхностных окислов связано с внедрением ионов названных металлов или их соединений в решетку графита. В этом случае происходит также ослабление связи внутри данной плоской сетки между атомами углерода, связанными в поверхностных комплексах, что облегчает отрыв последних от решетки графита [57, 76]. [c.47] Следует особо остановиться на реакционной способности углеродистых материалов при температурах выше 1000°. Все данные о химической активности углеродистых материалов, приведенные ранее, относятся к температурам до 1000—1100°. В электротермии, однако, по большей части, используют температуры гораздо более высокие— во всяком случае не ниже 1500°. [c.47] Как будут проявлять свои свойства углеродистые материалы при этих температурах и можно ли вообще при этом говорить о различии в их химической активности Дело в том, что при температурах около 1800—2000° свойства, в том числе и химическая активность всех углеродистых материалов (за исключением древесного угля и сажи) выравниваются (рис. 21) и приходят к так называемому графитовому пределу [14]. [c.47] Процесс графитироваиия идет, конечно, в каждой электрической печи, и поэтому, при сколько-нибудь продолжительном пребывании шихты в зоне высоких температур, скорость реакции между углеродом и другими компонентами шихты будет определяться уже не столько микроструктурой исходного углеродистого материала, сколько его физическими свойствами пористостью, размерами кусков, контактными факторами и т. д. [c.48] Вообще говоря, для восстановительных процессов, идущих при столь высоких температурах, характерны два обстоятельства первое—уже отмеченное нивеллирование свойств в результате гра-фитирования и второе — необычайное увеличение скорости всех реакций с ростом температуры. Громадное значение при этом имеет время контакта между углеродистым материалом и реагирующим веществом, находящимся в газовой фазе так, например [61], для реакции СОз+С 2СО уже при времени контакта 0,5—1,0 сек. при 1200° исчезает всякое различие в реакционной способности углеродистых материалов (рис. 22). [c.48] Сказанное иллюстрируется, например [62], тем, что при восстановлении фосфатов углеродом при 1400° скорость реакции так велика, что все углеродистые материалы дают почти 100%-ное восстановление и тем самым сравниваются по величине своей химической активности. [c.48] Вместе с тем, если может подвергаться сомнению значение химической активности углеродистых материалов, используемых в качестве восстановителя (т. е. в качестве составных частей шихты) при интересующих нас температурах, то очевидно и неоспоримо значение химической активности для электродов, всегда подверженных воздействию кислорода воздуха на колошнике печи, при сравнительно низких температурах. [c.49] Поэтому вопрос о химической стойкости электродов имеет большое практическое значение. [c.49] Для электродов химическая стойкость обычно характеризуется либо температурой воспламенения в токе воздуха, либо скоростью сгорания, определяемой по потере веса пластинки исследуемого электродного материала, помещенной в трубчатой печи в токе воздуха при температурах 700—900°. [c.49] В табл. 15 приведены данные Трубицына [63], характеризующие химическую активность ряда электродных материалов. [c.49] Вернуться к основной статье