DE1571307A1

DE1571307A1 - Verfahren zum Herstellen von Graphit

Info

Publication number: DE1571307A1
Application number: DE19651571307
Authority: DE
Inventors: Harvey John Terence; Bradwell Kenneth Vaughan
Original assignee: BRITISH ACHESON ELECTRODES Ltd
Current assignee: BRITISH ACHESON ELECTRODES Ltd
Priority date: 1964-02-12
Filing date: 1965-02-11
Publication date: 1970-12-03
Also published as: GB1098882A

Description

Verfahren zum Herstellen von Graphit.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Graphit, besonders von Kerngraphit.

In den vergangenen Jahren ist die Nachfrage nach Graphit, der einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizient hat, beträchtlich gewachsen. Die Herstellung solcher Graphite erfolgte aus Rohmaterialien bestimmter Herkunft, und es haben sich verschiedene Koksarten für die üblichen Verfahren als ungeeignet erwiesen, besonders wenn der .Graphit für die Zwecke der Atomenergie, wie in Gas gekühlten Reaktoren, Anwendung finden soll.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Graphit mit einem erhöhten Wärmeausdehnungskoeffizienten unter Anwendung einer Vielzahl von Ausgangsmaterialien. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, das as ermöglicht,' Cteftybit mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, ge~ paart'mit einem niedrigen anisotropen Verhältnis* das kleiner

als X₉HnI ist aij&ewinaea. ^,«,k,*·

'' ■ BADORlGiNAL

Es wurde gefunden, daß -hmm* durch Anwendung eines frischen, gemäß einer Ausführung der Erfindung erhaltenen carbonisierten Produktes die üblichen Trenn- und Graphitierungsverfahren zu einem Graphit mit erhöhtem Wärmeausdehnungskoeffizienten führen.

Nach einer Ausführung der Erfindung wird ein frischer Vorrat in der Weise hergestellt, daß man ein gemahlenes carbonisiertes Produkt, das im folgenden noch gekennzeichnet wird, mit einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel, wie Pech, in der Hitze mischt, die Mischung zu geformten Produkten vorbestimmter Größe strangverpreßt und dann der Carbonisierung und Graphitierung unterwirft, um Graphit zu erhalten. Bei dem Garbonisierungsvorgang wird die Endtemperatur vorzugsweise etwas höher als üblich (z.B. 95O°C) gehalten, und das Erhitzen über mehrere Wochen durchgeführt.

Um dieses carbon!s^erte Produkt herzustellen, werden erfindungsgemäß ein nicht caloiniertes Peoh, Petroleum oder ein anderer RUckstandskoks, vorzugsweise reiner Petroleumkoks, auf eine nachstehend noch angegebene vorbestimmte Feinheit gemahlen und dann heiß mit einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel, vie Pech oder Harz, gemischt und dann auf eine.zweckmäßige Quersohnittsgröße verpreßt. Der auf diese Weise hergestellte Vorrat wird dann bei einer erhöhten Temperatur gebrannt, wobei die findteraperatur praktisch gleiahförmig bezüglich des gesamten Vorratsvolumens ist. Da« Endteroperatur-

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differential sollte deshalb in dem carbonisieren Produkt so niedrig wie möglich und vorzugsweise nicht über 50° G. liegen. Das erhaltene carbonisierte Produkt wird dann gebrochen, um ein Mahlgut verschiedener Teilchengrößen zu erhalten, das zur Herstellung des oben angegebenen frischen Vorrates für die Carbonisation und Graphitierung zwecks Herstellung· des erfindungsgemäßen Graphites verwendet werden kann.

Gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung wird Graphit in der Weise hergestellt, daß man einen frischen Vorrat durch Mischen in der Hitze eines gebrochenen carbonisierten Produktes mit einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel, wie Pech oder Harz, herstellt, den frischen Vorrat dieses Gemisches durch Strangpressen verformt und dann das geformte Produkt der Carbonisierung und Graphitierung unterwirft, um einen Graphit herzustellen, wobei das zum Herstellen des frischen Vorrates an dem angegebenen Gemisch verwendete carboni sierte Produkt eine Menge flüchtiger Bestandteile von weniger als 8 Gew.% hat und in der Weise hergestellt worden ist, daß man bei erhöhter Temperatur einen carbonisierbaren verformten Vorrat carbonisiert, der wiederum in der Weise gewonnen worden ist, daß eine heiße Mischung aus gebrochenem uncalcinierten Koks und einem kohlenstoffhaltigen Binder stranggepreßt worden ist, und wobei die Endtemperatur dieses carbonisierbaren verformten Vorrates während der Carbonisierung praktisch gleich innerhalb des gesamten Volumens dieses carbonisierbaren verformten Vor-

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rates ist. Wenn der zur Herstellung des carbonisierbaren verformten Vorrates verwendete Koks einen solchen Feinheitsgrad hat, daß in dem Endgraphit ein thermischer Expansionskoeffizient mit dem Korn von weniger als 3,0 χ 10~ /° C (20 - 100° C) vorliegt, dann hat der erfindungsgemäße Graphit ein anisotropes Verhältnis eines Wärmeausdehnungskoeffizienten quer zum Korn zum Wärmeausdehnungskoeffizienten mit dem Korn von weniger als X,3x1,

Der erfindungsgemäße Graphit hat einen spezifischen elek-

-4 trischen Widerstand, der nicht größer ist als 12 χ 10. 0hm cm, einen thermischen Expansionskoeffizienten mit dem Korn (20 - 100° 6), der nicht kleiner als 3,0 χ 10""⁶/°C (vorzugsweise größer als 5,5 x 10" /⁰C) ist, und bei welchem das Verhältnis des thermischen Expansionskoeffizienten (20 - 100° C) quer zum Korn zum thermischen Expansionskoeffizienten (20 - 100° C) mit dem Korn nicht größer als 1,3:1 ist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das die, Veränderung des thermischen

veranschaulicht Expansionskoeffizienten mit dem Korn!, jwwm sich der Gehalt des carbon!Eierten Produktes an flüchtigem Bestandteil Ändert, und

Fig. 2 ein Diagramm, daß die Änderung des thermischen Expansionskoeffizienten mit dem Korn verim&öhmulioht, wenn sich der Feinheitsgrad des Ausgangskokses

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ändert.

Die den in den Diagrammen gezeigten Kurven zugrunde liegenden experimentellen Werte zeigen in jedem Fall ein Verhältnis des thermischen Expansionskoeffizienten quer zum" Korn zum thermischen Expansionskoeffizienten mit dem Korn von 1 bis j5.

Die Kurve in Pig. 1 wurde in folgender Weise erhalten:

Es wurden Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm aus frischem nichtcalciniertem Shell H2OO - Koksmehl hergestellt,' von welchem 98 % durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 nun gingen; das Koksmehl wurde durch Mischen bei l60° C mit Kohlenteerpech, das einen Erweichungspunkt von 100° C hatte, gemischt und die Mischung in einer hydraulischen Strangpresse, die einen Zylinderdurchmesser von 5,72 cm hatte, zu Stäbchen verformc. Gruppen der 15*24 cm langen Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm wurden bei einer stündlichen Temperatursteigerung von 50° C bis zu einer Endfeuerungstemperatur zwischen j50O° und 1000° C gebrannt. Jede Gruppe wurde zerkleinert, um das Füllmittel für eine besondere Verformung zu erhalten. Die Gruppen hatten einen Gehalt an flüchtigen Stoffen, der zwischen 0,3 und 7,0 % lag. In jedem Falle wurden

Stäbchen ' .

die S zerkleinert und vermählen, bis 55 % durch ein illeb mit einer lichten Masoheriwoite von 0,074 mm gingen und, wie oben angegeben, zur Verformung mit olnem bei

BAD ORIGINAL

009849/1470' \-

100 C erweichenden Kohlenteerpech gebunden. Die Stäbchen wurden dann in Koksteilchen verpackt und dann bei einer stündlichen TemperaturSteigerung von 50° G auf 1000° C gebrannt und schließlich durch Erhitzen auf ,3000° C während 3 Stunden in einem Graphitwiderstandsofenrohr graphitiert. Der thermische Expansionskoeffizient mit dem Korn wurde gemessen und graphisch über dem flüchtigen Bestandteil eingetragen.

Die Kurve der Fig. 2 wurde in folgender Weise erhalten: Es wurden aliquote Teile frischen nichtcalcinierten H200 - Koks zerkleinert und auf verschiedene Teilchengröße vermählen, derart, daß j£ bis 98 % durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,07^ mm gingen. Die verschiedenen aliquoten Teile wurden verwendet, um PUllmittelstäbchen herzustellen, wie es anhand der Fig, 1 beschrieben ist. Sie wurden alle bei einer stündlichen Temperaturerhöhung von 50° C auf 1000⁰C gebrannt (flüchtige Bestandteile etwa 0,8 ^) und dann zerkleinert und auf ein Mehl vermählen, so daß 55 % durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,07*1- mm gingen. Wie anhand der Kurve 1 angegeben, wurde dann das Mehl wieder zu Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm mittels eines Kohlenteerpeches gebunden und verformt, das bei 100° C erweichte. Die Stäbchen wurden bei einer Temperaturerhöhung von stündlich 50° C bis auf 1000° C gebrannt und dann während 3 Stunden auf ;';000° G graphifciert. Dar gernesisene, mit iem Korn lino ar υ thormUJcho iixpnnslonskoeff iiaient wurde über 'isn Pt¹O-liHlt do·., üt'ijnrtUn;! I ph m uiuhtunLolniorbor Koke ε _;ι ..p

70 BAD

eingetragen, der durch ein Sieb mit einer lichten Maschen weite von 0,074 mm ging.

Herstellung des erfindungsgemäßen Graphites muß die .Feinheit,, auf welche der niehtcalcinierte Koks gemahlen wird, derart sein, daß er es ermöglicht, daß der thermische Expansionskoeffizient (20 - 100 G) nit dem Korn in dem aus dem carbonisiertem Produkt erzeugten Graphit gleich oder größer als 5,0 x 10" /°C ist. Wenn die Werte in Abhängigkeit von dem Anteil an flüchtigen Stoffen für den thermischen Exparisicnskoeffizienten mit dem Korn größer als 5,5 χ ΙΟ" / C oder sogar 4,0 χ 10~ / C sind, dann sollte die Feinheit im allgemeinen so sein, daß mindestens 98 % des Kokees durch ein Sieb mit einer lichten Maschenwete von 0,074 mm gehen. Dieser Prozentgehalt kann natürlich unter 98 % liegen, wenn niedrigere Vierte für den thermischen Expansionskoeffizienten mit dem Korn gewünscht werden, oder sie können auch über 98 *p liegen; vorausgesetzt, daß das vermahlene Material nicht so fein ist, daß das Mischen und das Strangverpressen über Gebühr erschwert wird.

Als Binder kann jeder Binder verwendet werden, der für die Herstellung von Graphit bekannt ist, aber für die Zwecke der Kernenergie wird ein Pech hoher Reinheit bevorzugt, das geringste Mengen an Substanzen aufweist, die eine hohe Neutronenabsorption besitzen.

Der flüchtige Teil des carbonisierten Produktes beeinflußt den thermischen Exparisionskoeffizienteri des Endproduktes,

009849/1470 _{BAD 0R!Q1NAL}

indem höhere Gehalte an flüchtigen Teilen höhere thermische Expansionskoeffizieten ergeben. Je höher indes der Gehalt an flüchtigen Stoffen ist, desto größer ist die Schrumpfung bei der Herstellung des Fertigproduktes und desto größer auch die Schwierigkeit, ein Fertigprodukt mit einer bestimmten Größe herzustellen. Der höchst zulässige Gehalt an flüchtigen Stoffen in dem carbonisiertem Produkt ist deshalb durch die Größe des Endproduktes bestimmt, aber er sollte so hoch wie möglich sein, um einen hohen Endwert des thermischen Expansionskoeffizienten zu erzielen. Die genaue Höhe kann in jedem Falle durch einen einfachen Versuch ermittelt werden.

Der als Ausgangsmaterial verwendete uncalciniefcte Koks zur Herstellung des carbonisierten Materiales soll vorzugsweise von hoher Reinheit sein. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß nadeiförmiger Petroleumkoks hoher Reinheit, wenn er nach dem Verfahren vorliegender Erfindung bearbeitet wird, zu einem Graphit führt, der die gewünschten verbesserten Eigenschaften hat. Ein solcher hochreiner Nadelpetroleumkoks führt, wenn er unmittelbar der üblichen Calcinierung, Verformung, Carbonisierung und Graphitlerung unterworfen wird, zu einem Graphit mit physikalisehen Eigenschaften, die verschieden von und sohleohter als die Eigenschaften des Graphites sind, der gemäß vorliegender Erfindung erhalten wird, besonders was die Verwendung für die Kernenergie angeht. Gemäß einer bevorzugten Ausführung vorliegender Erfindung wird zur Herstellung von Graphit mit den gewünsohfeen Eigenschaften ein hochreines Ausgangsmaterial verwendet, so daß

009849/H70 bad o«ginal _ _ß _

sicfreine besondere Reinigung für die Herstellung von Atomgraphit erübrigt=, Vorsichtsmaßnahmen sind selbstverständlich erforderlich., um zu gewährleisten, daß eine Verunreinigung des Produktes nicht während der Graphitierung eintritt. Wie aus den Beispielen 4 und 5 ersichtlich^ können

wie
andere Kokse^al·© Peohkoks_;rait Erfolg für das Verfahren der Erfindung verwendet werden.

In den Beispielen ist die Erfindung beschrieben? Teile sind Gewichtsteile, wenn nicht etwas anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Nichtcalcinierter Koks, wie er von der Shell unter der Bezeichnung H 200 verkauft wird, wurde in einer Laboratoriums-Raymond-Vorrichtung auf eine Feinheit vermählen, daß 99 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,07^ mm gingen. Dieses Mehl wurde dann bei einer Temperatur von 16O° C mit einem Kohlenteerpech mit einem Schmelzpunkt von 100° 0 gemischt! die Mischung hatt^olgende Zusammensetzung:

99 $ eines -Mehles, das dureh ein Sieb mit einer lichten Maschenweit© von QfQ^k mm ging 200 g

Pech als Bindemitt@l 95 &

Öl ale Gleitmittel 11 β

&em M$,bqUgu iw-?üq da® hoißo Ooin&seii in ösm ZyMnte

pi Ά ■:'- ''- ■: ■- f '· I t$ ij.

BAD OBfGfNAL

einer für Laboratoriumszwecke dienenden hydraulischen Strangpresse gegeben, die einen Zylinder mit einem Durchmesser von 5,72 cm hatte, in den ein Formstück mit einem Durchmesser von 1,9 cm eingesetzt war. Die hergestellten Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm und einer Länge von 15,24 cm wurden in Stahlkasetten gefüllt, die mit einer feinen Kokspackung gefüllt waren,und auf eine Temperatur von 7OO⁰ C während eines Zeitraumes von HStunden erhitzt. Die gebrannten Stäbchen hatten j5,8 $ flüchtige Bestandteile. Die gebrannten Stäbchen wurden dann zerkleinert und auf ein Mehl vermählen, von welchem 55 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,07^ mm ging. Das Mehl wurde dann mit bei 100 C schmelzenden Pech bei einer Temperatur von l60° C gemischt? die Mischung hatte die folgende Zusamensetzung:

Mehl, von welchem 55 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm ging 200 g

Pech als Bindemittel 88 g

Öl als Gleitmittel 8 g

Die Mischung wurde in ddr vorstehend angegebenen Strangpresse zu Stäbchen stranggefreßt und die Stäbchen wurden dann auf 1000° C während eines Zeitraumes von 12 Stunden in einer Stahlkasette gebrannt. Die gebrannten Stäbohen wurden dann. in ein aus Graphit bestehendes, als Widerstandsofen ausgekil-*

detes Rohr gegeben und auf 3000° C während 3 Stunden erhitzt. Die graphitierten Stäbchen hatten folgende duroh Mesungen ermittelten Eigenschaften;

- 10 -

"! c, η / Π / 1 / ^r) 0

BAO

thermischer Expansionsko£ffizient ^

(20 - 100 C) (in Richtung des Kornes) 4,10 χ ΙΟ" cm/cm/°C,

elektrischer Wider stand 9*^8 χ 10~ Ohm/cm.

Beispiel 2

Es wurde ein weiterer Satz von 15*24 cm langen Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 c^m in genau der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt mit der Ausnahme, daß die Endtemperatur des ersten Brennens bei 600° G lag. Dies ergab einen Gehalt der gebrannten Stäbchen an flüchtigem Material in einer Menge von 4,7 %> Nach dem Zerkleinern und Mahlen auf eine Feinheit von 55 %» bezogen auf eine lichte Maschenweite von 0,074 mm, wurden unter Anwendung der folgenden Mischung Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm stranggepreßt:

von dem

Mehl, 55 %*. «te© durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm ging 200 g

Pech, Schmelzpunkt 100° C 95 g

Gleitölart Gg

Nach dem Brennen auf'lOOO⁰ 0 und Graphitierung auf 3OOO⁰ C hatten die Stäbchen folgende Eigensohaften:

thermischer Expansionskoeffi'zient r

(20 - 100 C) (in Richtung des Korns) 4,40x10 cm/orn/ C

-4 elektrischer Widerstand 9,32x10 Ohm om.

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Beispiel 3

Es wurde nichtcalcinierter Petroleumkoks, der 8 % flüchtige Bestandteile aufwies, zerkleinert, bis 98 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm gingen. 70,5 % dieses Koksmehle ε und 29,5 % eines Kohlenteer pe ehe s wurden fee4A in einem Sigma Blade - Mischer auf eine Temperatur von I65⁰ C zusammen mit einer kleinen Menge eines bekannten Strangpreßgleitmittels erhitzt. Die erhaltene Mischung wurde bei 100° C zu 91,4 cm langen Stäbchen mit einem Durchmesser von 7*62 cm stranggepreßt. Die Stäbchen wurden dann in einem mit ül gefeuerten Ofen üblicher Bauart auf eine Temperatur von 1000° C gebrannt.

Das carbonisierte Produkt hatte einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von 0,8 #j es wurde zerkleinert und eine Feinheit

1,52* deB Kornes mit einer maximalen Teilchengröße von tm erzielt. Es wurden 79,6 % dieses Mehles und 20,4 Jt eines Kohlenteerpeehes, wie oben angegeben, heiß gemischt und zu Stäbchen mit einer Länge von 91,4 cm und einem Durchmesser von 15,24 cm verpreßt· Diese Stäbchen wurden In einem mit Ol beheizten Ofen üblicher Art auf 730° C gebrannt und dann durch Erhitzen in einem üblichen Achseon-Ofen auf etna 2.800° C graphitiert. Dir erhaltene Graphit hatte dl· folgenden Eigenschaftent

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Durchschnittlicher thermischer

Expansionskoeffizient

(20 - 100 G) (in Richtung des c

Kornes) 5,62 χ 10 " cm/cm/°C

(gegen das Korn) 3*93 x 10"° cm/cm/ C

durchschnittlicher spezifischer

Widerstand " -4

(in Richtung des Kornes) 8*10 χ 10~^ 0hm cm

(gegen das Korn) 8,80 c 10" 0hm cm

anisotropes Verhältnis thermischer Expansionskoeffizient

das Korn _ι

thermischer Expansionskoeffizient in Richtung des Kornes

Für Vergleichszwecke wurde derselbe Petroleumkoks so weit caloiniert, daß er einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von

weniger als 0,5 % hatte, und dann so weit vermählen, daß er eine übliche Kornfeinheit mit einer maximalen Teilchen-

1,524 ^Menl

größe von 4 mm hatte, und das erhaltene »in der gleichen Weise, wie vorstehend angegeben, mit dem gleichen Pech heiß gemischt, die Mischung strang^verpreßt, gebrannt und graphitiert. Der erhaltene Graphit hatte die folgenden Eigenschaften!

durchschnittlicher thermischer

ExpansiobekofTizient

;20 - ΐφ^ο C) _t -6 / yo

in Riohituiig des Kornes) 0,71 x 1O_-6 om/om/₀ C

[gegen das Korn) f#?2 χ 10 om/om/ C

(iurohiohnifctioifr sp#zifieoher

WideretAnd ^ „4

(in Rialitiung dee Kornes) 7#?9 * 10 h Ohm cm

(gegtn dme Korn) 12,4? χ 10 Ohm cm

BAD

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⁴H

thermischer Expansionskoeffi-

anisotropes Verhältnis zient gegen das Korn

thermischer Expansionskoeffizient in Richtung des Kornes

Beispiel 4

Bei Anwendung von gewöhnlichem Pechkoks mit einem Gehalt von flüchtigen Stoffen von 4,8 % wurden Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm aus grünem Koksmehl, von welchem 98 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm gingen, und Kohlenteerpech hergestellt. Nach dem wie vorstehend angegebenen erfolgten Brennen auf 1000 C wurden die Stäbchen zerkleinert, so daß ein Mehl anfiel, von welchem 55 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm gingen. Aus diesem Mehl wurden wiederum unter Anwendung von Kohlenteerpech Stäbchen mit einem Durchmesser von 1,9 cm hergestellt, in Koksteilchen gepackt und auf 1000° C erhitzt. Nach dem Graphitierte auf 5OOO⁰ C während j5 Stunden hatte der Graphit einen mit dem Korn linearen thermischen Expansionskoeffizienten von 4,7 x 1°~ / C· Wenn jedoch der Peohkoks in der üblichen Weise caloiniert und Stäbohen mit einem Durohmesser von 1,9 om unter Anwendung eines Mehles der vorstehend angegebenen Feinheit und Kohlenteerpechs hergestellt, gebrannt und graphitiert wurden, hatte der Graphit einen mit dem Korn linearen thermischen Expansionskoeffizlenten von 2,5 x IO" /° C.

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Beispiel 5

In gleicher Weise ergab nichtcalcinierter Gilsonitkohlenst'off ein aus natürlichem Asphalt hergestellter Koks, wenn er erfindungsgemäß behandelt wird, Stäbchen mit einem thermischen Expansionskoeffizienten in Richtung des Kornes von 4,7 x 1O~ /°C." Andererseits ergab auf 1350° C calcinierter Gilsonitkohlenstoff, wenn er auf bekannte Weise verarbeitet wurde, einen thermischen Expansionskoeffizienten von 5,9 χ 10~ /⁰C in Richtung des Kornes.

Beispiel 6

Bei einem weiteren Versuch wurde Graphit unter Anwendung nichtcalcinierten Shell H200 - Koks in großem Maßstab hergestellt und ein grünes Koksmehl verwendet, von welchem 98 % durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm gingen. Das carbonisierte Produkt hatte 1,7 % flüchtige Bestandteile. Es wurden zunächst unter Anwendung des grünen Mehles und eines Kohlenteerpecb.es durch Mischen und Strangpressen in bekannter Weise Stücke mit einer Länge von 91,4 cm und einem Durchmesser von 15,24 cm hergestellt. Der Vorrat wurde dann in einer, mit ül befeuerten Anlage gebrannt bis zu einer Endtemperatur von 775⁰ C, dann zerkleinert und vermählen, um den Füllstoff in der zutreffenden Feinheit "für die Endverformung von Blöcken mit einem Durchmesser von 35,56 cm zu gewinnen! und zwar wurden diese-Blöcke mit Hilfe eines für .Elektroden übliohen Kohlenteerpeches hergestellt, in einem mit öl befeuerten Ofen gebrannt und schließlich in einem Achtion-Ofen graphitlert. Die auf dieet Welse hergestellten Blöcke hatten im Durchschnitt einen mit dem

009849/1470" - ¹^-

Korn linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 5,8x ΙΟ" /⁰C (20 - 100° C) und gegen das Korn linearen Ausdehnungskoeffizienten von 4,j5 χ 10* /⁰C (20 - 100° C). Das Verhältnis des thermischen Expansionskoeffizienten quer zum Korn zu in Richtung des Kornes war also 1,15·

Patentansprüche

■-.16-

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Graphites, bei welchem man einen frischen (grünen) Vorrat durch heißes Mischen eines carbonisieren Produktes mit einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel herstellt, die Mischung zur Herstellung eines geformten Produktes strangverpreßt und dann das verformte Produkt carbonisiert und graphitiert, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung des frischen (grünen) Vorratsgemisches verwendete carbonisierte Produkt einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von weniger als 8 Gew.% hat und in der Weise hergestellt wird, daß man bei einer erhöhten Temperatur einen carbon!slerbaren verformten Vorrat carbonisiert, der durch Strangverpressen eines heißen Gemisches aus zerkleinertem uncalclniertem Koks und einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel gebildet worden ist, wobei die Endtemperatur des carbonislerbaren verformten Vorrates während dessen Carbonisierung praktisch gleich innerhalb des gesamten Volumens dieses carbon!* sierbaren verformten Vorrats ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fejinheitsgrad des zerkleinerten niohtoaleinierten, zur Herstellung des carbonisierbaren verformten Vorrats ver wendeten Kokßes eo gewählt wird, daß der thermische Expan- »ionikoeffizient in Richtung des Kornes des erzeugten Graphites nicht kleiner ale 3,0 χ 10'⁶/°C (20 - 100° C) ist.

• . ' BAD ORSGINAL -17 -

3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Peinheitsgrad des zerkleinerten nicht calcinierten Kokses derart ist, daß mindestens y8 .$ durch ein Siebgewebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm gehen.

4. Verfahren nach Ansprach 1, 2 oder J5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endtemperaturdifferential des carbonisierbaren verformten Vorrates nicht größer als 50° C ist.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Peinheitsgrad des zerkleinerten uncalcinierten Kokses, der für die Herstellung des oarbodsierten Produktes verwendet wird,und der Gehalt des carbon!sierten Produktes an flüchtigen Bestandteilen so gewählt wird, daß der Graphit als Endprodukt einen thermischen Expansionskoeffizienten in Richtung des Kornes von \ mehr als 3,5 x 10"⁶/°C hat.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Peinheitsgrad und der Gehalt an Flüchtigem so gewählt ist, daß der Graphit einen thermischen Expansionskoeffizienten in Richtung des Kornes hat, der größer als

__6/O (20-100⁰C)
4,0 χ 10 ^D/C 'ist.

7. Verfahren naoh irgendeinem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeiohnet, daß der für die Herstellung des Graphites verwendete Binder ein Peoh hoher Reinheit 1st, da· eine Mindestraenge an Subetaiusen aufweist, die eine höht Neutronenabsorption b**itien. __Αί) qfuGINW-

8. Graphit, gekennzeichnet durch einen elektrischen Widerstand, der nicht grlßer als 12 χ 10""'*' Ohm cm ist, einen thermischen Expansionskoeffizienten (20 - 100° C) in Rieh-*

-f> et ^na^

tung des Kornes von nicht weniger als 3,0 χ 10" / C/und bei welchem das Verhältnis des thermischen Expansionskoeffizienten (20 - 100° C) quer zum Korn zu dem Koeffizienten (20 - 100° C) in Richtung des Kornes nicht größer als 1,3:1 ist.

9. Graphit nach Anspruch Ü, gekennzeichnet durch einen thermischen Expansionskoeffizienten (20 - 100° C), der größer als 3,5 xlö'V C ist.

10. Graphit nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Expansionskoeffiziaten (20 - 100° C), der in Richtung des Kornes größer als 4,0 χ 10 /° C ist.

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