Причины образования трещин в покрытии электродов

Экспериментально установлено, что в процессе воздушной сушки образцов из обмазочной массы происходит уменьшение их линейных размеров на 2—4%. Это связано с сокращением объема жидкого стекла при удалении из него влаги. При сушке покрытия электродов толщина пленки жидкого стекла уменьшается и поперечное сечение капилляров сокращается. В результате в покрытии электродов возникают усадочные напряжения, величина которых может достичь высоких значений, что приведет к заметному искривлению неконцентричного электрода.

Если сушка происходит достаточно медленно, а покрытие при этом сохраняет пластичность, то возникающие усадочные напряжения компенсируются пластической деформацией покрытия. Если же покрытие при сушке теряет пластичность, то трещины неизбежны. В основном это будут кольцевые трещины, расположенные примерно на одинаковых расстояниях друг от друга. Склонность к трещинам может быть снижена за счет рационального подбора гранулометрического состава компонентов шихты. Наряду с наличием тонких фракций, обеспечивающих пластичность массы, желательно ввести сравнительно крупные частицы (размером 0,2—0,25 мм) мрамора или рутила в зависимости от типа покрытия. Наличие определенного количества таких фракций образует сравнительно жесткий каркас, не снижая пластичность массы.

Долевые трещины, как правило, появляются при сушке электродов в местах их соприкосновения, что связано с значительным замедлением в этих местах процесса влагоотдачи. Такие участки легко высыхают, а возникающие при этом усадочные напряжения разрывают неокрепшее покрытие по линии их соприкосновения. Иногда наблюдаются случаи появления трещин в участках покрытий электродов, расположенных очень близко один к другому, где сушка замедлена и прочность покрытия нарастает медленнее, чем в местах непосредственного контакта с нагретым воздухом или газом. По указанным причинам  в начальный период сушки электроды должны быть разложены поштучно.

При жестких режимах сушки (свыше температуры 100 °С), как правило, наблюдается чрезмерное вспухание покрытия электродов. При быстром нагреве покрытия часть влаги с его поверхности испаряется, а часть по капиллярам перемещается в глубинные холодные слои. Затем, когда покрытие прогреется, парциальное давление пара, образующегося внутри покрытия, может превысить атмосферное давление. Поэтому предварительная сушка должна происходить при умеренной температуре, начиная с 60 °С, с медленным ее повышением до 80—90 °С. После потери 30—40% влаги равномерно по толщине покрытия электродов температуру можно поднимать выше 100 °С.

Вспухание покрытия может произойти также за счет выделения газов при взаимодействии активных ферросплавов с жидким стеклом. В этом случае покрытие может вспухать и при относительно низкой температуре.

При вспухании за счет жестких тепловых режимов или в результате реакций газообразования в покрытии электродов могут возникнуть трещины, обычно в результате грубого нарушения технологии