Угольные блоки изготавливают с применением антрацита, по своим характеристикам они сходны с угольными электродами.

Среди мелких фасонных огнеупорных изделий следует назвать графитовые лодочки для производства твердых сплавов, тигли для плавки различных сплавов и т.д. К новым видам изделий относятся тигли, лодочки и изложницы для плавки сверхчистых металлов. Эти изделия изготавливают из особо чистых графитовых материалов.

2.3 ХИМИЧЕСКИ СТОЙКИЕ ИЗДЕЛИЯ

При невысоких температурах углеграфитовые материалы весьма устойчивы к воздействию большинства химически агрессивных веществ. Они заметно разрушаются только горячими растворами сильных окислителей. Кроме высокой коррозионной стойкости, графит обладает другими ценными свойствами: хорошей теплопроводностью, малым коэффициентом теплового расширения и стойкостью к резким сменам температуры, а также способностью не адсорбировать накипь и загрязнения других металлических и неметаллических веществ, которые содержатся в агрессивных средах. Эти свойства делают графит незаменимым материалом для изготовления различных деталей и аппаратов химической промышленности.

Все виды углеграфитовых материалов достаточно прочны и хорошо обрабатываются режущим и шлифующим инструментом, что позволяет плотно пригонять детали аппаратуры и даже изготовлять точные детали.

Эти свойства делают графит хорошим конструктивным материалом для изготовления теплообменной аппаратуры. В настоящее время холодильники и нагреватели из графита успешно применяются в большинстве производств с агрессивными средами.

В промышленности широко применяются химически стойкие угольные и графитовые плитки для футеровки различных аппаратов.

Широкое применение нашли углеграфитовые детали для химической аппаратуры: форсунки и сопла для впрыскивания с распылением жидкостей, пробковые краны, детали для насосов и трубопроводов, фитинги, кольца Рашига для насадок ит.д. В промышленной практике находят широкое применение пористые углеграфитовые материалы. Наибольший интерес представляют угольные фильтры.

2.4 ЭЛЕКТРОУГОЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Это, в основном, различны е мелкие изделия электротехнического назначения. Сюда относят: щетки для скользящих контактов электрических машин, осветительные угли для дуговых ламп – прожекторов, угли для спектрального анализа и гальванических элементов, сварочные угли для сварки и резки металлов, угольные сопротивления – шайбы и диски для регуляторов напряжения и угольных реостатов, изделия для электровакуумной техники. Щеткой называется внешний элемент скользящего контакта электрических машин. В настоящее время их изготавливают из смеси кокса, сажи, небольших количеств графита и связующих веществ. Технологический процесс их получения заканчивается операцией обжига. Осветительные угли применяются для различных целей. Наибольшее распространение они нашли в прожекторных установках, в дуговых лампах микроскопов, осциллографов, в светокопировальных приборах и при проведении спектральных анализов. Все осветительные угли используют в дуговых источниках света. При сближении углей в результате короткого замыкания возникает ток большой силы, вследствие чего на концах углей выделяется большое количество тепла, на одном из них – катоде – появляется раскаленное катодное пятно, являющееся источником потока электронов. Направляющиеся к аноду электроны ионизируют нейтральные молекулы и атомы. Образуется электрическая дуга, один из видов прохождения электрического тока в воздушной среде.

2.5 АНТИФРИКЦИОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Хорошо известно, что графит обладает свойством самосмазываемости, т.е. способностью в паре с металлом обеспечивать при трении малый износ и низкий коэффициент трения без подачи какой – либо дополнительной смазки. Это свойство графита и использовано в производстве углеграфитовых антифрикционных материалов. Поведение графита в процессе трения определяется свойствами его кристаллов: легкой расщепляемостью по плоскостям спайности и способностью прочно прилипать к трущимся поверхностям. Прочная связь графитовой пленки с плоскостями трения осуществляется за счет ненасыщенных связей, возникающих при расщеплении кристалликов графита. Углеграфитовые материалы применяются в качестве вкладышей радиальных и упорных подшипников, направляющих втулок, пластин, поршневых колец, поршневых и радиальных уплотнений в разнообразных машинах, приборах и механизмах. Преимущества этих материалов заключается в их способности работать без смазки в условиях высоких и низких температур, а также при очень высоких скоростях, в агрессивных средах и т.д.

3. СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для производства всех типов углеграфитовых материалов применяют искусственные и естественные материалы, в которых главной составной частью является углерод.

К естественным материалам относятся антрациты и натуральные графиты. Основную же массу углеродистых материалов (преобладающую по своему количественному применению и фактическому значению) составляют искусственно приготовленные материалы.

Различные формы углерода получаются разложением органических веществ. Они могут образовываться из газовой или жидкой фазы, а также разложением твердых соединений. Из газовой фазы образуются, например, некоторые сорта сажи, а из жидкой – нефтяные коксы. Исходные материалы и способы переработки их оказывают решающее влияние на свойства сырьевых материалов.

Все сырьевые материалы, применяемые для производства углеграфитовых материалов, можно разделить на две основные группы: твердые углеродистые материалы и связующие вещества.

3.1 ТВЕРДЫЕ УГЛЕРОДИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1.1 АНТРАЦИТ

Антрацит – основной компонент угольных электродов и угольных блоков для кладки и футеровки печей, ванн и др. Использование антрацита в композициях улучшает эксплуатационные свойства изделий, главным образом, термостойкость. По сравнению с коксом, антрацит дает возможность получать более прочные и электропроводные изделия.

Основные требования к качеству антрацита – высокая электропроводность, механическая прочность, термическая стойкость, низкая зольность и сернистость.

При нагревании антрациты склонны к растрескиванию, причем чем быстрее поднимается температура, тем резче проявляется растрескивание. При одной и той же скорости нагревания разрушение антрацита тем больше, чем меньше степень метаморфизма. Наибольшей термической стойкостью (т.е. наименее разрушаются при тепловом ударе) обладают высоко метаморфизированные антрациты с плотностью органической массы более 1460 кг/м3.

Кроме степени метаморфизма на термостойкость антрацита влияют структурные особенности. Макроскопические антрациты литого строения с хорошо или слабо выраженным раковистым изломом, как правило, оказываются термически нестойкими.

Несмотря на внешнюю однородность, антрацит по своей структуре является сложным конгломератом. Только небольшая часть зольных примесей распределена равномерно в углистом веществе, значительная же часть зольных примесей распределена неравномерно. Большая их часть сосредоточена в тонких прослойках и отдельных включениях.