NO20100098A1 - Fremgangsmate for fremstilling av grafittlegemer - Google Patents
Fremgangsmate for fremstilling av grafittlegemer Download PDFInfo
- Publication number
- NO20100098A1 NO20100098A1 NO20100098A NO20100098A NO20100098A1 NO 20100098 A1 NO20100098 A1 NO 20100098A1 NO 20100098 A NO20100098 A NO 20100098A NO 20100098 A NO20100098 A NO 20100098A NO 20100098 A1 NO20100098 A1 NO 20100098A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- weight
- binder
- bodies
- coke
- coke particles
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 claims abstract description 19
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011329 calcined coke Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 21
- 239000011271 tar pitch Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000011331 needle coke Substances 0.000 claims description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 9
- 230000001007 puffing effect Effects 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002008 calcined petroleum coke Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- -1 Fe2O3 Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/522—Graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
- C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/722—Nitrogen content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/726—Sulfur content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Den foreliggende søknad vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av grafittlegemer. Karbonlegemer formes fra en blanding av elektrisk kalsinerte kokspartikler som har vært kalsinert ved en temperatur mellom 1200 og 3000°C med et svovelinnhold på mindre enn 0,6 vekt%, et nitrogeninnhold mindre enn 0,6 vekt% og et bindemiddel, baking av de formede karbonlegemene ved en temperatur mellom 700 og 1400°C og grafittisering av de bakte karbonlegemene ved en temperatur over 2300°C.
Description
Teknisk område
Den foreliggende søknad vedrører fremstilling av grafittlegemer.
Teknisk bakgrunn
Ved konvensjonell fremstilling av grafittlegemer anvendes det gasskalsinert koks. Gasskalsinert petroleumskoks inneholder varierende mengder svovel, typisk 0,4-4%. Gasskalsinerte kokspartikler med ønsket granulometri blandes med tjærebekbindemiddel, formes, hvoretter legemene bakes ved 850-950°C. Deretter grafittiseres de bakte legemene i konvensjonelle grafittiseringsovner ved en temperatur i området 2300-3300°C. Ved grafittiseringen vil svovel unnslippe fra koksen ved en temperatur innen området 1400-2000°C. Dette er kjent som "svovel puffing" og vil føre til en irreversibel termisk ekspansjon av karbonlegemet, som vil forårsake større porøsitet, lavere tetthet, lavere styrke, samt lavere elektrisk- og termisk ledningsevne i de grafittiserte legemene.
Det er kjent å motvirke eller redusere effekten av svovelpuffing ved fremstilling av grafittelegemer med høyt svovelinnhold ved tilsats av sulfiddannende forbindelser så som Fe203, CaN2og Na2C03. Andre salter eller oksider av sulfiddannende metaller som mangan, aluminium, zink og kobber har også blitt brukt. Bruk av slike forbindelser kan imidlertid ha andre negative virkninger på de fremstilte grafittelegemene.
Også nitrogeninnhold i koks, særlig bekkoks, kan føre til puffing ved varmebehandling i området 1400-2100°C. Tilsats av Cr203, CoO, NiO og borsyre har vist seg å være effektiv i å redusere effekten av nitrogenpuffing.
For å redusere porøsiteten og øke tettheten må grafittlegemene fremstilt av koks, og spesielt koks med høyt svovelinnhold og eventuelt nitrogeninnhold, impregneres med tjærebek under vacuum ved temperaturer i området 200 - 300°C og så bakes på nytt ved en temperatur av minimum 750°C. Hvis det kreves 100% grafittisering, må det også foretas en ny grafittisering ved en temperatur i området 2300- 3300°C. Dersom det ønskes enda høyere tetthet kan det være nødvendig å gjenta trinnene med impregnering, baking og grafittisering
Trinnene med impregnering under vacuum, ny baking og eventuelt fornyet grafittisering er meget kostbare.
Ved den foreliggende oppfinnelse er man nå kommet fram til en fremgangsmåte for fremstilling av grafittlegemer hvor trinnene med impregnering med tjærebek og baking etter første grafittiseringstrinn og et andre grafittiseringstrinn kan unngås og hvor man oppnår grafittlegemer med like gode eller bedre egenskaper som for konvensjonelt fremstilte grafittlegemer, som er impregnert med tjærebek og underkastet baking og et andre grafitteringstrinn. Spesifikt oppnås det ved oppfinnelsen grafittlegemer med en høy tetthet, lav åpen porøsitet og luftpermabilitet i forhold til konvensjonelt fremstilte grafittlegemer uten impregneringstrinnet.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for å fremstille grafittlegemer, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at karbonlegemer formes av en blanding av elektrisk kalsinerte kokspartikler kalsinert med en temperatur mellom 1200 og 3000°C som har et svovelinnhold mindre enn 0,6 vekt %, et nitrogeninnhold mindre enn 0,6 vekt %, og et bindemiddel, baking av karbonlegemene ved en temperatur mellom 700 og 1400°C og grafittisering av de bakte karbonlegemene ved en temperatur mellom 2300 og 3300X.
De elektrisk kalsinerte kokspartiklene har fortrinnsvis et svovelinnhold på mindre enn 0,3 vekt % og et nitrogeninnhold på mindre enn 0,3 vekt %.
De elektrisk kalsinerte kokspartiklene er fortrinnsvis valgt blant petroleumskoks, bekkoks, nålekoks og antrasitt.
Som bindemiddel anvendes det fortrinnsvis kulltjærebek, petroleumsbek eller et resinbasert bindemiddel slik som for eksempel fenolresin, furanresin og furfurylalkohol. Når tjærebek benyttes som bindemiddel kan tjærebindemiddelet tilsettes små mengder puffing inhibitor, fortrinnsvis 0,1 til 2 vekt % jernoksid, eller eventuelt opp til 2 vekt % andre sulfiddannende oksider/salter av for eksempel Na, Ca, Mg, Al, Zn, Cu for å hindre puffing av koks dannet fra bindemiddelet under grafitteringen.
Bakingen av karbonlegemene utføres fortrinnsvis ved en temperatur mellom 750 og 950°C og grafittiseringen av de bakte karbonlegemene utføres fortrinnsvis ved en temperatur mellom 2300 og 3000°C.
Fortrinnsvis består blandingen av kokspartikler og bindemiddel av 80-87 vekt % kokspartikler og 13-20 vekt % tjærebek eller resin,
Ved elektrisk kalsinering av koks er det mulig å redusere svovelinnholdet i rå koks fra opptil 8 vekt % til under 0,5 vekt %. Samtidig reduseres nitrogeninnholdet til meget lave verdier (typisk lavere enn 0,3%). Den elektriske kalsineringen foretas fortrinnsvis i en kalsineringsovn som er beskrevet i EP-B 975926. Ved kalsinering ifølge dette patentet tas det ut fraksjoner av kalsinert koks hvor koksen har vært oppvarmet til en temperatur i området 1200 - 3000°C. Denne temperaturbehandlingen av petroleumskoks gir et vesentlig redusert svovelinnhold. Materialer med svovelinnhold lavere enn 0,1 % og opp til maksimum 0,6 vekt % kan bearbeides for produksjon av grafittlegemer.
Det har overraskende vist seg at svovel i en mengde av mindre enn 0,6 vekt % i elektrisk kalsinert koks gir minimal svovelpuffing under grafittiseringen. Dette fører til at det under grafittiseringen dannes grafittlegemer med lav åpen porøsitet og høy tetthet slik at trinnene med impregnering med tjærebek etter grafittiseringen og etterfølgende baking og ny grafittisering ikke er nødvendig.
Ved konvensjonell fremstilling av grafittlegemer vil, i tillegg til redusert irreversibel termisk ekspansjon av karbonlegemet som følge av svovel og/eller nitrogen puffing, karbonlegemet undergå en tredimensjonal strukturendring hvor karbonet gradvis vil endres mot en grafittisk struktur. Strukturendringen medfører en økning i krystallstørrelse (Lc og La), men samtidig en reduksjon i gitterplanavstand (D002) og dermed en krymping av karbonlegemet. Ved den foreliggende oppfinnelse er koksen til forskjell fra en koks som har blitt utsatt for en uniform temperaturbehandling ved gasskalsinering i mindre grad utsatt for slik strukturendring under grafitteringsprosessen i det de høyere temperaturene som kokspartiklene utsettes for ved den elektriske kalsineringen allerede delvis forårsaker slik strukturendring av kokspartiklene. Dette vil resultere i at det ved den foreliggende oppfinnelse vil induseres lavere spenninger som følge av strukturendring i karbonlegemet under grafitteringsprosessen med påfølgende lavere sannsynlighet for oppsprekking. En ikke-uniform temperaturbehandling av koksen er ikke en forutsetning for den foreliggende oppfinnelse.
Elektrokalsinert koks vil også ha høyere termisk ledningsevne enn gasskalsinert koks. Økt termisk ledningsevne i ubakt tilstand vil dermed tillate raskere bakehastighet av det ubakte karbonlegemet og dermed ytterligere reduserte fremstillingskostnader.
I tillegg til lav porøsitet og høy tetthet oppnås det også andre gode egenskaper så som høy elektrisk og termisk ledningsevne samt lav luftpermeabilitet for grafittlegemene fremstilt ved fremgangsmåten i følge oppfinnelsen.
Grafittlegemer fremstilt i henhold til oppfinnelsen er på grunn av lav elektrisk resistivitet, høy tetthet og lav porøsitet spesielt godt egnet for bruk som katodekull i aluminiumelektrolyseceller, men kan forøvrig benyttes for alle formål hvor grafitt normalt anvendes.
Kort beskrivelse av tegningene
Figur 1 viser tilsynelatende/geometrisk tetthet for seks kommersielle grafittkvaliteter merket A-F i form av stolpediagrammer, mens tettheten for grafittlegemer fremstilt ifølge oppfinnelsen er vist ved en stiplet horisontal linje. For kvalitet A og B er det vist tetthet for både uimpregnert grafitt og den samme grafitten impregnert en gang (1x). For kvalitet C og D er det vist tetthet for grafitt impregnert en gang (1x) og den samme grafitten impregnert (2x). Figur 2 viser tilsvarende diagram som vist i figur 1 over porøsitet for grafittlegemer fremstilt ifølge oppfinnelsen (horisontal linje) sammenlignet med de samme 6 kommersielle grafittlegemene A-F som vist i figur 1. Figur 3 viser tilsvarende diagram som vist i figur 1 for elektrisk resistivitet for grafittlegemer fremstilt ifølge oppfinnelsen (horisontal stiplet linje) sammenlignet med de samme 6 kommersielle grafittlegemene A-F som vist i figur 1. Figur 4 viser tilsvarende diagram som vist i figur 1 for luftpermeabilitet for grafittlegemene fremstilt ifølge oppfinnelsen (horisontal linje) sammenlignet med de samme 6 kommersielle grafittlegemene A-F som vist i figur 1.
Eksempel
Fremstilling av grafittlegemer
Elektrisk kalsinert petroleumskoks kalsinert ved en temperatur mellom 1200 og 3000°C og med et svovelinnhold på 0,3 vekt % ble blandet med 20 vekt % tjærebek. Blandingen inneholdt 80 vekt % elektrisk kalsinert petroleumskoks og 20 vekt % tjærebek.
Blandingen ble formet til et rektangulært legeme ved vibrasjon og deretter bakt ved 950 °C.
Det bakte karbonlegemet ble deretter grafittisert i en standard grafitteringsovn til en temperatur av 2300 - 3000 °C.
Prøver av grafittlegemet ble testet for densitet, porøsitet, elektrisk resistivitet og luftpermabilitet. Elektrisk resistivitet og luftpermeablilitet er avhengig av prøvetakningsretningen og verdier for hhv. parallelt og perpendikulært på kornretning ble målt. Resultatene er vist i tabell 1. Resultatene i Tabell 1 viser at grafittlegemene fremstilt ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse har egenskaper som er vesentlig bedre enn for de kommersielle grafittlegemene 1-4 fremstilt uten impregnering, baking og ny grafittering etter første grafitteringstrinn.
Når det gjelder tetthet har således grafittlegemene fremstilt i henhold til oppfinnelsen en vesentlig høyere tetthet enn de uimpregnerte kommersielle grafittlegemene A, B og E vist i figur 1, og like høy eller bedre tetthet enn de kommersielle grafittlegemene A, B, C, D og F som er impregnert 1 gang. Kun de kommersielle grafittlegemene C og D som er impregnert to ganger har en signifikant høyere tetthet enn grafittlegemene i henhold til oppfinnelsen. To ganger impregnering med etterfølgende baking og grafittisering gir imidlertid vesentlig høyere fremstillingskostnader.
Når det gjelder åpen porøsitet viser figur 2 at grafittlegemene i henhold til oppfinnelsen har en vesentlig lavere porøsitet enn de kommersielle grafittlegemene A, B og E uten impregnering, og like lav eller lavere porøsitet enn grafittlegemene A, D og F som er impregnert en gang. Først ved impregnering to ganger oppnår de kommersielle grafittlegemene C og D en porøsitet som er signifikant bedre enn grafittlegemene i henhold til oppfinnelsen
For elektrisk resistivitet viser figur 3 at grafittlegemene ifølge oppfinnelsen har en vesentlig lavere resistivitet enn alle de uimpregnerte kommersielle grafittlegemene A, D, C, E og F. Kun det kommersielle grafittlegemet D som har vært impregnert en og to ganger har en lavere elektrisk resistivitet enn grafittlegemene i henhold til oppfinnelsen.
Når det gjelder luftpermeabilitet viser figur 4 at også luftpermeabiliteten for grafittlegemene ifølge oppfinnelsen er vesentlig lavere enn for de uimpregnerte kommersielle grafittlegemene B og E.
Claims (12)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av grafittlegemer,karakterisert vedat karbonlegemer formes fra en blanding av elektrisk kalsinerte kokspartikler som har vært kalsinert ved en temperatur mellom 1200 og 3000°C med et svovelinnhold på mindre enn 0,6 vekt %, et nitrogeninnhold mindre enn 0,6 vekt % og et bindemiddel .baking av de formede karbonlegemene ved en temperatur mellom 700 og 1400°C og grafittisering av de bakte karbonlegemene ved en temperatur over 2300X.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat blandingen av elektrisk kalsinerte kokspartikler og bindemiddel, omfatter 70-90 vekt % kokspartikler og 10-30 vekt % bindemiddel.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat blandingen av elektrisk kalsinerte kokspartikler og bindemiddel omfatter 80-87 vekt % kokspartikler og 13-20 vekt % bindemiddel.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat bindemiddelet er valgt blant tjærebek og resinbasert bindemiddel.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat tjærebekbindemiddelet er tilsatt 0,1-2 vekt % jernoksid.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat tjærebekbindemiddelet er tilsatt opp til 2 vekt % sulfiddannede salter og/eller oksider av natrium, kalsium, aluminium, sink eller kobber.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat det resinbaserte bindemiddelet er valgt blant fenolresin, furanresin og furfurylalkohol.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bakingen av karbonlegemene utføres ved en temperatur mellom 700 og 900X.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat grafittiseringen av de bakte karbonlegemene utføres ved en temperatur over 2300°C.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat de elektrisk kalsinerte kokspartiklene inneholder mindre enn 0,3 vekt % svovel.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat de elektrisk kalsinerte kokspartiklene inneholder mindre enn 0,3 % nitrogen.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6,karakterisert vedat de elektrisk kalsinerte kokspartiklene er valgt blant petroleumskoks, bekkoks, nålekoks og antrasitt.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20100098A NO20100098A1 (no) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Fremgangsmate for fremstilling av grafittlegemer |
| JP2012548911A JP2013517203A (ja) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | 黒鉛体の製造方法 |
| CA2786482A CA2786482C (en) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Method for production of graphite bodies |
| MYPI2012003284A MY169970A (en) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Method for production of graphite bodies |
| EP11734919.1A EP2526075B1 (en) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Method for production of graphite bodies |
| US13/574,101 US10131997B2 (en) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Method for the production of graphite bodies |
| MX2012007972A MX350402B (es) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Metodos para produccion de cuerpo de grafito. |
| UAA201209923A UA107953C2 (en) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Method for producing graphite articles |
| PL11734919T PL2526075T3 (pl) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Sposób wytwarzania brył grafitowych |
| PCT/NO2011/000016 WO2011090388A1 (en) | 2010-01-19 | 2011-01-18 | Method for production of graphite bodies |
| ZA2012/05242A ZA201205242B (en) | 2010-01-19 | 2012-07-13 | Method for production of graphite bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20100098A NO20100098A1 (no) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Fremgangsmate for fremstilling av grafittlegemer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20100098A1 true NO20100098A1 (no) | 2011-07-20 |
Family
ID=44307047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20100098A NO20100098A1 (no) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Fremgangsmate for fremstilling av grafittlegemer |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10131997B2 (no) |
| EP (1) | EP2526075B1 (no) |
| JP (1) | JP2013517203A (no) |
| CA (1) | CA2786482C (no) |
| MX (1) | MX350402B (no) |
| MY (1) | MY169970A (no) |
| NO (1) | NO20100098A1 (no) |
| PL (1) | PL2526075T3 (no) |
| UA (1) | UA107953C2 (no) |
| WO (1) | WO2011090388A1 (no) |
| ZA (1) | ZA201205242B (no) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015222434A1 (de) | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Sgl Carbon Se | Neue Verfahren zur Herstellung von polygranularen Graphitkörpern |
| DE102015222439B4 (de) * | 2015-11-13 | 2024-06-27 | Resonac Graphite Germany Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Graphitkörpern |
| JP6119884B2 (ja) * | 2016-01-28 | 2017-04-26 | カシオ計算機株式会社 | 端末装置、設定方法及びプログラム |
| CN111751311B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-09-28 | 中南大学 | 一种氧氮氢分析仪器用石墨材料的制备方法 |
| EP4181236A4 (en) * | 2020-09-18 | 2024-12-11 | LG Energy Solution, Ltd. | NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL AND NEGATIVE ELECTRODE AND SECONDARY BATTERY COMPRISING SAME |
| CN115433009A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-12-06 | 青岛瑞兴泰新材料有限公司 | 一种电池负极石墨化及提纯用匣钵及其制备方法 |
| CN116083960B (zh) * | 2022-12-16 | 2024-08-02 | 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心 | 一种铝电解用石墨化阴极炭块及其制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB789663A (en) | 1952-01-25 | 1958-01-29 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to production of denser graphite |
| US4288407A (en) * | 1975-07-01 | 1981-09-08 | Markel Richard F | Method and apparatus for treating material in a fluidized bed |
| GB1586312A (en) | 1977-10-08 | 1981-03-18 | Union Carbide Corp | Graphite electrode and method of making same |
| US4308177A (en) * | 1979-08-27 | 1981-12-29 | Great Lakes Carbon Corporation | Use of chloro-hydrocarbons to produce high density electrodes |
| JPS59121107A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-13 | Ibiden Co Ltd | 炭素電極棒の製造方法 |
| JPS63270791A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-08 | Nippon Steel Chem Co Ltd | ピツチコ−クスの製造方法 |
| NO305312B1 (no) | 1997-04-14 | 1999-05-10 | Elkem Materials | FremgangsmÕte og anordning for elektrisk kalsinering av karbonholdig materiale |
| JPH11185756A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池用負極材料 |
| JP4809676B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-11-09 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 石油コークス及びその製造方法 |
| US9777221B2 (en) * | 2006-06-29 | 2017-10-03 | Graftech International Holdings Inc. | Method of producing needle coke for low CTE graphite electrodes |
-
2010
- 2010-01-19 NO NO20100098A patent/NO20100098A1/no not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-01-18 UA UAA201209923A patent/UA107953C2/ru unknown
- 2011-01-18 PL PL11734919T patent/PL2526075T3/pl unknown
- 2011-01-18 JP JP2012548911A patent/JP2013517203A/ja active Pending
- 2011-01-18 US US13/574,101 patent/US10131997B2/en active Active
- 2011-01-18 EP EP11734919.1A patent/EP2526075B1/en active Active
- 2011-01-18 MX MX2012007972A patent/MX350402B/es active IP Right Grant
- 2011-01-18 CA CA2786482A patent/CA2786482C/en active Active
- 2011-01-18 MY MYPI2012003284A patent/MY169970A/en unknown
- 2011-01-18 WO PCT/NO2011/000016 patent/WO2011090388A1/en not_active Ceased
-
2012
- 2012-07-13 ZA ZA2012/05242A patent/ZA201205242B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MY169970A (en) | 2019-06-19 |
| ZA201205242B (en) | 2013-03-27 |
| PL2526075T3 (pl) | 2018-01-31 |
| EP2526075B1 (en) | 2017-09-06 |
| EP2526075A4 (en) | 2014-01-08 |
| UA107953C2 (en) | 2015-03-10 |
| US20130004410A1 (en) | 2013-01-03 |
| MX2012007972A (es) | 2012-10-09 |
| WO2011090388A1 (en) | 2011-07-28 |
| EP2526075A1 (en) | 2012-11-28 |
| CA2786482C (en) | 2015-03-10 |
| JP2013517203A (ja) | 2013-05-16 |
| MX350402B (es) | 2017-09-06 |
| CA2786482A1 (en) | 2011-07-28 |
| US10131997B2 (en) | 2018-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO20100098A1 (no) | Fremgangsmate for fremstilling av grafittlegemer | |
| CN110791780B (zh) | 一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法 | |
| CA2800855C (en) | Carbon body, method for producing a carbon body and use thereof | |
| DE102015222439B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Graphitkörpern | |
| JP5072802B2 (ja) | 高熱伝導黒鉛材料の製造方法 | |
| RU2596161C2 (ru) | ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ФУТЕРОВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, ПОЛУЧАЕМЫЙ ЧАСТИЧНОЙ ГРАФИТИЗАЦИЕЙ СМЕСИ, СОДЕРЖАЩЕЙ C И Si | |
| Kakuta et al. | A new calcining technology for manufacturing of coke with lower thermal expansion coefficient | |
| Frohs et al. | Expansion of carbon artifacts during graphitization—An industrial issue— | |
| UA109447C2 (uk) | Спосіб виготовлення катодного блока для комірки алюмінієвого електролізера і катодний блок | |
| US5068026A (en) | Process for the production of non-puffing shaped carbon bodies | |
| CN118256260A (zh) | 一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法 | |
| KR102192302B1 (ko) | 탄소-탄소 복합재 및 그의 제조방법 | |
| Li et al. | Effect of titanium additives on carbon anode reactivity | |
| Dreyer et al. | Coke calcination levels and aluminum anode quality | |
| CN101665957B (zh) | 铝电解槽用耐磨蚀石墨化阴极炭块及其制造方法 | |
| RU2476374C2 (ru) | Способ получения графита | |
| JP6922327B2 (ja) | 黒鉛及びその製造方法、並びに混合物 | |
| CN112745123A (zh) | 一种碳素材料制备方法 | |
| Coste et al. | Influence of coke real density on anode reactivity consequence on anode baking | |
| CN111072294A (zh) | 一种重烧电熔复合工艺制备高致密电熔镁砂的方法 | |
| RU2014135212A (ru) | Способ изготовления катодного блока для электролитической ячейки для получения алюминия | |
| Vogt | Aluminium Pechiney | |
| RU2045473C1 (ru) | Способ получения графитированных изделий | |
| JP2008179829A (ja) | ニードルコークス製造用石油系重質油の製造方法 | |
| Rhedey | Anode filler coke porosity studies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |