Электроугольный графит ЭУБА ТУ 21-25-172-75

Что такое электроугольный графит и марка ЭУБА

Электроугольный графит — природный кристаллический графит, прошедший флотационное обогащение. Он применяется как полуфабрикат для производства электроугольных изделий: щёток электрических машин, контактных вставок, угольных электродов и других изделий, где требуются высокая электропроводность и минимальное содержание примесей.

Марка ЭУБА регламентируется ТУ 21-25-172-75 «Графит электроугольный Ботогольского месторождения марки ЭУБА». Сырьём служат руды Ботогольского месторождения (Бурятия, восточный Саян) — месторождения контактово-метаморфического генезиса с высококристаллическим графитом, известного исключительным качеством материала. По структуре руды делятся на сплошные (содержание графитного углерода 60% и более), блоковые (20–40%) и вкрапленные (10–30%). Обогащение — флотационное.

Нормативная база: ГОСТ 10274-79 и ТУ на ЭУБА

Основной межгосударственный стандарт для электроугольного графита — ГОСТ 10274-79 «Графит для производства электроугольных изделий». Стандарт охватывает три марки в зависимости от месторождения:

• ЭУЗ — Завальевское месторождение (Украина): сорта М (малозольный), II, III;
• ЭУТ — Тайгинское месторождение (Россия, Челябинская область): сорта I, II, III;
• ЭУН — Ногинское месторождение (Россия, Сибирь): один сорт; характеризуется наиболее высокой зольностью среди марок по стандарту.

ЭУБА выпускается по отдельному ТУ на сырьё Ботогольского месторождения и принадлежит к тому же классу кристаллических природных графитов, что и марки по ГОСТ 10274-79. Физико-химические нормы ЭУБА установлены ТУ 21-25-172-75; для сопоставления ниже приведены показатели по ГОСТ 10274-79 — наиболее полно верифицированному открытому источнику по этой группе материалов.

Физико-химические показатели электроугольного графита по ГОСТ 10274-79

Марка ЭУЗ (Завальевское месторождение)

Показатель	ЭУЗ-М	ЭУЗ-II	ЭУЗ-III
Зола, %, не более	0,5	5	7
Сера (S), %, не более	0,1	0,2	0,2
Железо (Fe), %, не более	0,15	1,0	1,0
Влага, %, не более	0,5	0,5	0,5
Летучие вещества (включая флотореагенты), %, не более	0,5	0,9	0,9
Удельная поверхность, м²/г	не нормируется	не нормируется	не нормируется

Марка ЭУТ (Тайгинское месторождение)

Показатель	ЭУТ-I	ЭУТ-II	ЭУТ-III
Зола, %, не более	2	5	7
Сера (S), %, не более	0,2	0,2	0,2
Летучие вещества (включая флотореагенты), %, не более	0,9	0,9	0,9
Удельная поверхность, м²/г	6–15	6–15	6–15

Удельная поверхность 6–15 м²/г нормируется только для марок ЭУТ и отражает развитость микроструктуры частиц, что важно для плотности формовки электроугольных изделий. Для марок ЭУЗ и ЭУН этот параметр ГОСТ 10274-79 не нормирует.

Повышенная зольность увеличивает электрическое сопротивление и снижает износостойкость готовых изделий. Сера в связанной форме (сульфиды) при высокотемпературной эксплуатации выделяет газы, нарушая структуру электроугольных изделий. Поэтому для ответственных применений в электротехнике предпочитают малозольные сорта — ЭУЗ-М и ЭУТ-I.

По ГОСТ 10274-79 (п. 2.5) графит должен быть освобождён от флотореагентов сушкой при температуре не менее 350 °С. Партия — не более 10 т, однородная по зольности и гранулометрическому составу в пределах одной марки и одного сорта.

Физические свойства кристаллического графита

Кристаллический природный графит, к которому относятся все электроугольные марки включая ЭУБА, имеет гексагональную слоистую кристаллическую решётку. Кристаллографическая плотность — 2,09–2,26 г/см³ (значение зависит от степени кристалличности). Твёрдость — 1–2 по шкале Мооса. Цвет — тёмно-серый до чёрного, характерный металлический блеск.

Важная технологическая характеристика кристаллического графита — анизотропия свойств: электрическая проводимость и теплопроводность вдоль базисной плоскости значительно выше, чем в перпендикулярном направлении. При производстве электроугольных изделий ориентация частиц при прессовании учитывается для получения заданных рабочих характеристик готовой детали.

На воздухе графит начинает заметно окисляться выше 400–500 °C; интенсивное окисление развивается выше 600–700 °C. В инертной атмосфере или вакууме графит сохраняет стабильность при значительно более высоких температурах — что используется в электродуговых технологиях, где рабочая зона защищена от доступа кислорода.

Применение электроугольного графита

Производство щёток и скользящих контактов

Основное применение электроугольного графита — производство щёток для электрических машин (двигателей, генераторов) и контактных вставок токоприёмников. Для этих изделий критичны: низкое переходное контактное сопротивление, антифрикционные свойства, устойчивость к дуговому воздействию. Выбор марки по зольности определяет электрические характеристики и ресурс щётки: для высокоскоростных машин применяют малозольные сорта (ЭУЗ-М, ЭУТ-I), для изделий общего назначения допустимы более зольные сорта.

Подробнее о применении графита в медно-графитовых композитах для контактных изделий — в разделе медно-графитовые материалы.

Угольные электроды для электролиза и дуговых печей

Графит электроугольных марок используется как компонент шихты при производстве угольных электродов для электролизёров (получение алюминия, хлора, щёлочей) и для дуговых электропечей. В этих применениях важны: однородность зольности (влияет на проводимость и равномерность горения дуги), минимальное содержание серы и летучих (газовыделение при нагреве ухудшает структуру электрода). Для электролизного производства обычно используют ЭУЗ-М или ЭУТ-I с зольностью ≤0,5–2%.

Антифрикционные изделия

Слоистая структура кристаллического графита обеспечивает низкий коэффициент трения, что делает электроугольные марки пригодными для изготовления подшипников скольжения, уплотнительных колец и вкладышей в узлах, где масляная смазка недопустима или затруднена (высокая температура, агрессивные среды, вакуум). Твёрдость 1–2 по Моосу обусловливает хорошую приработку по металлическим поверхностям.

Прочие электроугольные изделия

Аноды и катодные стержни для химических источников тока, дуговые угли для прожекторов и кинотехники, угольные контакты коммутационных аппаратов — все эти изделия производятся с применением электроугольного графита. Выбор конкретной марки определяется техническими условиями на готовое изделие.

Перечень доступных марок электроугольного графита приведён в разделе электроугольный графит.

Охрана труда при работе с графитовым порошком

По ГОСТ 10274-79 (раздел 7) графит электроугольный относится к веществам IV класса опасности (малоопасные) фиброгенного действия по ГОСТ 12.1.005-88. Предельно допустимая концентрация (ПДК) графитовой пыли в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м³. Периодичность контроля воздуха — не реже одного раза в квартал. При работе с порошком необходимы средства защиты органов дыхания (респираторы) и вентиляция помещений.

Поставка и упаковка

Графит электроугольный поставляется в виде тонкодисперсного порошка тёмно-серого цвета. Упаковка — многослойные бумажные мешки или мягкие специализированные контейнеры (биг-бэги). Для районов Крайнего Севера — упаковка по ГОСТ 15846. Масса партии по ГОСТ 10274-79 — не более 10 т. Транспортировка в закрытых (при мешочной упаковке) или открытых (контейнеры) транспортных средствах.

Поставка ЭУБА осуществляется по заявке; объём и форма поставки — по договорённости. Документ о качестве прилагается к каждой партии с указанием марки, зольности и результатов гранулометрического анализа.