Графит ГЭO-92

Графит ГЭО-92 — природный чешуйчатый графит, прошедший обогащение и химическую очистку. Аббревиатура ГЭО расшифровывается как Графит Элементный Очищенный; цифра 92 указывает минимальное содержание углерода в процентах по массе. В отличие от искусственного электродного графита, ГЭО-92 имеет природное происхождение: исходным сырьём служит графитовая руда, которую обогащают флотацией и при необходимости дополнительно очищают. Результат — крупночешуйчатый порошок тёмно-серого цвета с характерным металлическим блеском.

Чешуйчатая форма зёрен принципиально важна для огнеупорного производства: именно она обеспечивает армирующий эффект в матрице огнеупора и замедляет пропитку шлаком. По этой причине ГЭО-92 не является взаимозаменяемым с дроблёным искусственным графитом в технологиях периклазоуглеродистых изделий.

Химический состав графита ГЭО-92

Требования к химическому составу устанавливаются нормативной документацией (ТУ) производителя. Четыре основных нормируемых показателя:

Показатель	Норма
Массовая доля углерода (C)	не менее 92 %
Зольность (сухой зольный остаток)	не более 8 %
Массовая доля летучих веществ	не более 1 %
Массовая доля влаги	не более 1 %

Зола — это минеральные примеси горной породы, сопровождающей графит в месторождении: главным образом силикаты и оксиды металлов. В огнеупорном производстве зольность имеет принципиальное значение: силикатные примеси при высоких температурах взаимодействуют с периклазом (MgO) и снижают огнеупорность изделия. Поэтому технолог, разрабатывая состав периклазоуглеродистой массы, в первую очередь оценивает именно зольность графитового сырья. Если требования к чистоте более жёсткие, выбирают марки с более высоким содержанием углерода — например, графит ГЭО-95.

Физические свойства

Свойство	Значение
Истинная плотность	около 2,18 г/см³
Температура сублимации (при атмосферном давлении)	около 3630 °С
Температура начала интенсивного окисления на воздухе	около 600 °С
Кислотостойкость	стоек к разбавленным кислотам; не реагирует с HCl, H₂SO₄
Гранулометрия: остаток на сите с ячеей 0,16 мм	не более 40 %

О сублимации. При атмосферном давлении графит не плавится — он сублимирует, то есть переходит из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкую фазу. Переход в жидкое состояние возможен лишь при давлении выше ~107 атм и температуре выше ~4330 °С (тройная точка углерода). В условиях любого реального металлургического процесса жидкий углерод не образуется — это важно учитывать при расчёте поведения графита в огнеупорной кладке.

Об окислении. На воздухе графит начинает заметно окисляться примерно с 600 °С, выше 800 °С скорость угара резко возрастает. В периклазоуглеродистых огнеупорах угарание углерода — главный механизм износа рабочей поверхности. Для его замедления в состав огнеупорных масс вводят антиокислительные добавки: порошки кремния (Si), алюминия (Al) или карбид кремния (SiC), которые при высоких температурах предпочтительно окисляются сами, расходуя кислород прежде, чем он достигнет графита.

О гранулометрии. Показатель «остаток на сите 0,16 мм» характеризует долю крупных чешуек. Более крупная фракция обеспечивает лучшую шлакоустойчивость изделий; мелкая — лучшую упаковку и плотность прессовки. Необходимый фракционный состав уточняется при заказе — может поставляться в виде отдельных фракций по согласованию.

Применение графита ГЭО-92

Периклазоуглеродистые (MgO–C) огнеупоры

Это основной и технологически наиболее требовательный потребитель ГЭО-92. Периклазоуглеродистые огнеупоры производят холодным прессованием смеси из периклазового порошка (спечённого или плавленого), 6–25 % природного или синтетического графита и органической связки — чаще всего фенольной смолы с этиленгликолем или бакелита. После прессования изделия сушат при 150–200 °С; обжига не проводят. Органическая связка коксуется уже при эксплуатации в первых плавках, формируя карбоновую матрицу.

В готовом огнеупоре графит выполняет три ключевые функции:

• Барьер для шлака. Шлаковый расплав плохо смачивает углерод, и капиллярная пропитка огнеупора шлаком резко замедляется — это главный вклад графита в стойкость изделия.
• Термостойкость. Высокая теплопроводность графита выравнивает температурный градиент по толщине кирпича и снижает термические напряжения при разогреве и охлаждении. Именно поэтому MgO–C изделия устойчивы к резкому охлаждению и не растрескиваются при аварийном сбросе температуры.
• Огнеупорность. При рабочих температурах сталеплавильных агрегатов (1600–1700 °С) графит остаётся в твёрдом состоянии и не деформируется, сохраняя несущую способность футеровки.

Области применения MgO–C изделий: футеровка стен кислородных конвертеров, ответственных участков стен электродуговых печей, шлакового пояса сталеразливочных ковшей, шиберных затворов.

Тигли и фасонные литейные изделия

Массы на основе природного чешуйчатого графита в сочетании с огнеупорной глиной и шамотом идут на производство тиглей, литейных стаканов, перегородок, крышек, муфт и подкладок. Графит в составе таких изделий обеспечивает высокую теплопроводность — критически важную для равномерного прогрева шихты в индукционных тигельных печах — а также химическую инертность к расплавам цветных металлов (медь, алюминий, свинец, цинк, латунь). Фасонные изделия из графитсодержащих масс производятся по чертежам заказчика. С готовыми изделиями можно ознакомиться на странице тигли графито-корундовые.

Электрохимия и производство угольных электродов

Природный чешуйчатый графит входит в состав масс при производстве угольных положительных электродов первичных химических источников тока (элементы типа Лекланше: угольно-цинковые батареи). В гальванотехнике прессованные графитовые аноды используют в процессах, требующих нерастворимого токопроводящего анода: хромирование и ряд других электролитических операций.

Форма поставки и упаковка

Графит ГЭО-92 поставляется в двух формах.

Порошок. Тёмно-серый с металлическим блеском. Фасуется в трёх- или четырёхслойные бумажные мешки либо в герметичные мягкие контейнеры типа МКР. Масса нетто в одной единице тары — до 30 кг. Порошок гигроскопичен: при хранении необходимо исключить намокание и длительный контакт с влажным воздухом, поскольку поглощение влаги сверх нормы (более 1 %) ведёт к нарушению требований ТУ.

Фасонные изделия. Тигли, блоки, крышки и другие изделия сложной конфигурации — по чертежам заказчика.