Графит ГЭO-94

Графит ГЭО-94 (Графит Элементный Огнеупорный, содержание углерода ≥ 94 %) — природный кристаллический чешуйчатый графит, прошедший флотационное и химическое обогащение. Буква «О» в аббревиатуре означает «огнеупорный», цифра 94 — нижнюю границу содержания углерода. Товарная форма — сыпучий порошок тёмно-серого цвета с выраженным металлическим блеском.

В семействе элементного очищенного графита выпускаются также ГЭО-95 и ГЭО-96 с более высокой чистотой. Для большинства огнеупорных применений и производства периклазоуглеродистых изделий марка ГЭО-94 является стандартной. Более чистые марки востребованы в электрохимических применениях и при производстве интеркалированного графита, где примеси в исходном сырье критичны.

Применение графита ГЭО-94

Периклазоуглеродистые огнеупоры (MgO–C)

Основная область потребления ГЭО-94 — производство периклазоуглеродистых (MgO–C) огнеупоров для сталеплавильных агрегатов. Такие огнеупоры применяются в футеровке наиболее нагруженных зон: шлакового пояса и днища конвертеров, панелей и сводов электродуговых печей, стен и шлакового пояса сталеразливочных ковшей. Доля графита в шихте составляет обычно 10–25 % по массе.

Природный чешуйчатый графит предпочтителен для этих целей по трём причинам. Первое — чешуйчатая морфология частиц обеспечивает механическое зацепление с зёрнами периклаза (MgO), что повышает трещиностойкость изделия. Второе — высокая степень кристалличности природного графита даёт хорошую теплопроводность: она выравнивает температурный градиент по толщине футеровки и снижает интенсивность термоудара при быстрых перепадах температур. Третье — углерод не смачивается силикатными шлаковыми расплавами, что существенно замедляет инфильтрацию агрессивного шлака вглубь кладки. Чем крупнее частицы и выше содержание углерода, тем сильнее выражены все три механизма защиты.

Огнеупорные и жаростойкие изделия

ГЭО-94 является сырьём для прессованных графитовых изделий огнеупорного назначения: тиглей для плавки цветных и чёрных металлов, крышек и черпаков литейных ковшей, жаропрочных поддонов, перегородок, форсунок, сальниковых колец, стаканов, а также фасонных изделий произвольной геометрии. Благодаря высокой кристалличности природного графита готовые изделия устойчивы к термоциклированию: при образовании трещин их рост происходит постепенно, без лавинного разрушения — это позволяет завершить плавку без экстренной остановки процесса.

Если требуются готовые тигли для плавки металлов, а не сырьё для их производства, см. также тигли графито-корундовые в каталоге.

Производство интеркалированного (окисленного) графита

ГЭО-94 — стандартное сырьё для синтеза интеркалированного (окисленного) графита. При химической обработке концентрированной серной кислотой в присутствии окислителя молекулы интеркалянта внедряются между базисными плоскостями кристаллической решётки, образуя соединения внедрения. При последующем кратковременном нагреве материал резко расширяется вдоль оси c решётки — степень объёмного расширения достигает 100–300-кратной. Расширенный (вспученный) графит является основой для производства гибкой графитовой фольги и листовых уплотнительных материалов для высокотемпературного применения. Чем крупнее исходные чешуйки и выше содержание углерода, тем выше степень расширения и плотность готового изделия; это определяет преимущество ГЭО-94 и более чистых марок перед мелкодисперсными и менее кристалличными сортами природного графита.

Химический состав

Физические и гранулометрические характеристики

Истинная плотность кристаллического природного графита — 2,09–2,23 г/см³; для ГЭО-94 характерно значение около 2,19 г/см³. При атмосферном давлении графит не имеет точки плавления — он возгоняется (сублимирует) при температуре выше 3 600 °C. Это исключает расплавление матрицы огнеупорных изделий в условиях металлургических процессов.

В окислительной атмосфере (воздух) заметное окисление природного графита начинается выше 450–500 °C; при температурах свыше 600 °C скорость реакции с кислородом существенно возрастает. В рабочих условиях ковшевой и печной футеровки прямого контакта с воздухом, как правило, не происходит — защиту обеспечивают шлаковый расплав и восстановительная атмосфера агрегата. Тем не менее при складском хранении и транспортировке порошка длительного воздействия высоких температур в присутствии воздуха следует избегать.

Гранулометрический состав: остаток на сите с размером ячейки 0,16 мм — не менее 80 %. Крупнофракционный состав принципиален для огнеупорных применений: более крупные чешуйки обеспечивают лучшие теплофизические и механические характеристики периклазоуглеродистых изделий и более высокую степень расширения при интеркалировании.

Формы поставки

Графит ГЭО-94 поставляется в порошке и в виде готовых изделий. Порошок расфасовывается в трёхслойные бумажные мешки массой до 30 кг или в мягкие контейнеры (биг-бэги) для крупнотоннажных партий. Готовые прессованные изделия, включая фасонные детали, изготавливаются по чертежам заказчика; для нестандартных позиций необходимо предоставить чертёж с допусками на размеры и данными об условиях эксплуатации (рабочая температура, контактная среда).