Природный графит в металлургии: применение и марки

Металлургия — один из крупнейших потребителей природного графита в промышленности. Материал применяется на трёх участках производства: в литейных цехах как антипригарное покрытие, в огнеупорных изделиях для высокотемпературных плавильных агрегатов и в узлах трения как компонент технических смазок. В каждом случае требования к марке графита разные — прежде всего по зольности, тонине помола и содержанию примесей.

Литейное производство: антипригарные краски, пасты и припыл

В литейных цехах природный графит применяется для защиты рабочих поверхностей форм и стержней от пригара металла. Графит наносится в виде припыла, водной краски или пасты — он создаёт разделительный слой между металлом и формой, предотвращает сваривание, облегчает выбивку отливки и улучшает качество поверхности.

Для этих задач используют кристаллический литейный графит по ГОСТ 5279-74, марки ГЛ-1, ГЛ-2, ГЛ-3. Выбор марки определяется требованиями к чистоте поверхности отливки.

МаркаЗольность, %, не болееОстаток на сетке № 016, %, не болееВлага, %, не болееПрименение
ГЛ-113401,0Отливки сложной конфигурации с требованием особо чистой поверхности
ГЛ-218401,0Отливки средней сложности
ГЛ-325401,0Отливки без высоких требований к чистоте поверхности

Источник: ГОСТ 5279-74 «Графит кристаллический литейный. Технические условия».

Чем ниже зольность — тем меньше посторонних включений в разделительном слое и тем чище поверхность отливки. ГЛ-1 применяют там, где отливка требует минимальной доработки после выбивки: сложные тонкостенные изделия, ответственные детали машиностроения. ГЛ-2 и ГЛ-3 — стандартные задачи литейного цеха, где допускается дополнительная обработка поверхности.

Помимо форм и стержней, литейный графит используется как смазочная добавка к буровым растворам в нефтегазовой отрасли — для снижения трения и предотвращения прихвата бурильной колонны.

Огнеупорные изделия: тигли, реторты, футеровки

Природный графит входит в состав графитокерамических огнеупорных изделий — тиглей, реторт, подин и футеровочных элементов для плавильных печей. Графит в этих изделиях выполняет две функции: обеспечивает теплопроводность стенок тигля (равномерный прогрев расплава) и повышает термостойкость за счёт способности выдерживать быстрые перепады температур.

Для производства огнеупорных изделий используют тигельный кристаллический графит по ГОСТ 4596-75, марки ГТ-1, ГТ-2, ГТ-3. Ключевой показатель для этой группы — содержание железа в пересчёте на Fe₂O₃: оно не должно превышать 1,6 % для всех марок, поскольку железо снижает огнеупорность изделия и загрязняет расплав.

МаркаЗольность, %, не болееFe₂O₃, %, не болееЛетучие вещества, %, не болееОстаток на сетке № 0,2, %, не менееВлага, %, не более
ГТ-17,01,61,5751,0
ГТ-28,51,61,5751,0
ГТ-310,01,61,5751,0

Источник: ГОСТ 4596-75 «Графит тигельный. Технические условия».

Крупность частиц для тигельного графита нормируется снизу: остаток на сетке № 0,2 должен быть не менее 75 %. Это означает, что большая часть графита состоит из крупных чешуек — они обеспечивают механическую прочность огнеупорного изделия и его теплопроводность.

По ГОСТ 4596-75 для графита, полученного из смеси природных руд и графитсодержащих отходов металлургического производства, в обозначении марки добавляется буква С (ГТ-1С, ГТ-2С, ГТ-3С). По соглашению с потребителем допускается поставка графита марки ГТ-3 Кыштымского месторождения с зольностью до 11 %.

Кроме тиглей, графит этой группы используется в производстве огнеупорных блоков для доменных и электродуговых печей, стопоров и стаканов разливочных ковшей, а также желобов для выпуска чугуна и шлака.

Смазки для металлургического оборудования

Прокатные станы, кузнечно-прессовое оборудование, открытые шестерни и рессорные узлы работают в условиях высоких контактных нагрузок и температур, при которых минеральные масла выгорают или выдавливаются из зоны трения. Природный графит в составе консистентных смазок решает эту задачу: он не испаряется, не разлагается при нагреве и формирует устойчивый антифрикционный слой на металлических поверхностях.

Для смазочных применений используют кристаллический смазочный графит по ГОСТ 8295-73. В металлургии наиболее востребованы марки ГС-4 и П.

МаркаЗольность, %, не болееВлага, %, не болееpH водной вытяжкиОстаток на сетке № 016, %, не болееОсновное применение
ГС-45,01,06,0–8,21,2Консистентные смазки для открытых шестерён прокатных станов, рессор, высоконагруженных узлов трения
П7,01,06,0–8,21,5Изделия специального назначения, смазочные составы широкого применения

Источник: ГОСТ 8295-73 «Графит смазочный. Технические условия».

ГС-4 отличается от марок ГС-1–ГС-3 более высокой зольностью при сохранении мелкого помола: остаток на сетке № 016 не более 1,2 %, что обеспечивает равномерное распределение частиц в смазочной матрице. Марка ГС-1 с зольностью 0,5 % используется в более ответственных применениях — антифрикционные покрытия для авиационной и атомной техники — и в стандартных металлургических задачах избыточна по чистоте.

Графитовые смазки на основе ГС-4 применяются также для смазки резьбовых соединений при монтаже оборудования в условиях высоких температур: в отличие от масляных, они не пригорают и не схватываются.

Как зольность влияет на выбор марки

Зольность — содержание негорючих минеральных примесей после сжигания навески — главный критерий выбора марки природного графита для металлургических задач. Примеси, как правило, представлены оксидами кремния, алюминия и железа. Их влияние на производственный процесс зависит от применения.

В литейном производстве высокая зольность загрязняет разделительный слой и увеличивает шероховатость поверхности отливки. В огнеупорных изделиях зола снижает теплопроводность и термостойкость. В смазках примеси работают как абразив и ускоряют износ трущихся поверхностей. Поэтому для каждого участка производства установлен свой допустимый предел.

Участок производстваМаркаДопустимая зольность, %ГОСТ
Литейные краски и припыл (высокие требования)ГЛ-113ГОСТ 5279-74
Литейные краски и припыл (стандарт)ГЛ-218ГОСТ 5279-74
Огнеупорные изделия, тиглиГТ-17,0ГОСТ 4596-75
Смазки для прокатных становГС-45,0ГОСТ 8295-73

Полный перечень марок природного графита с характеристиками по всем действующим ГОСТам — в статье «Природный графит: марки, характеристики по ГОСТ и применение в промышленности».

Поставка природного графита для металлургии

Концерн РОСГРАФИТ поставляет природный графит марок ГЛ-1, ГЛ-2, ГЭ-3, ГАК-1, ГАК-2, ГС-4 и Графит П на предприятия России и СНГ. Каждая партия оформляется паспортом качества с фактическими показателями зольности, влажности и гранулометрического состава.

Для уточнения наличия, объёма и стоимости — оставьте заявку на сайте или напишите на secretar@rosgraf.ru. Ответ в течение одного рабочего дня.

Смотреть каталог природного графита

Вернуться к новостям