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DE3033510A1 - Verfahren zur herstellung von kohlenstofferzeugnissen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kohlenstofferzeugnissen

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DE3033510A1
DE3033510A1 DE19803033510 DE3033510A DE3033510A1 DE 3033510 A1 DE3033510 A1 DE 3033510A1 DE 19803033510 DE19803033510 DE 19803033510 DE 3033510 A DE3033510 A DE 3033510A DE 3033510 A1 DE3033510 A1 DE 3033510A1
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DE
Germany
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coke
acicular
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product
carbon
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DE19803033510
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Takeshi Yokohama Kanagawa Ikeda
Takane Tokyo Miyazaki
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Publication of DE3033510A1 publication Critical patent/DE3033510A1/de
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped 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
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    • C04B35/528Shaped 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
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofferzeugnissen unter Verwendung eines azikularen (stengeligen) Kokses. Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstofferzeugnisses mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen thermische Schockbeanspruchung (Temperaturwechselbeständigkeit)
Azikulare Kokse, die zur Herstellung verschiedener Kohlenstoff erzeugnisse verwendet werden, wurden bisher unter Einsatz von Quellen von Petroleumtyp hergestellt. In jüngster Zeit sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von azikularen Koksen vorgeschlagen worden, bei denen Öle vom Kohlentyp eingesetzt werden.
Kohlenstofferzeugnisse werden auf den verschiedensten industriellen Gebieten verwendet, und zwar als Graphitelektroden, Kohlebürsten, Kohlenstofferzeugnisse für den Apparatebau, Elektrodenplatten und Substrate für chemische Anlagen. In jüngster Zeit ist für Kohlenstofferzeugnisse eine hohe Qualität gefordert worden. Aufgrund von Entwicklungen und Rationalisierungsmaßnahmen bei der Technologie der Herstellung konnten verschiedene Eigenschaften, wie elektrische, mechanische und thermische Eigenschaften, der Kohlenstofferzeugnisse verbessert werden und qualitativ hochwertige Kohlenstofferzeugnisse erhalten werden.
So wurden z.B. bei einem Herstellungsverfahren für künstliche Graphitelektroden für die Stahlproduktion gewisse extrem hochleistungsfähige Verfahren angewandt, und zwar aufgrund von Rationalisierungsmaßnahmen der Stahlhersteller. Als Folge dieser Maßnahmen hat es sich nämlich als erforderlich erwiesen, qualitativ hochwertige Graphitelektroden zu verwenden, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen thermische Schockbeanspruchung aufweisen.
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Das heißt, es wird eine Graphitelektrode gefordert, die ausgezeichnete Eigenschaften, wie große Festigkeit und kleinen thennischen Ausdehnungskoeffizienten, niedrigen elektrischen spezifischen Widerstand und kleinen Elastizitätsmodul, aufweist. Es sind verschiedene Verfahrensbedingungen des Herstellungsverfahrens von Kohlenstofferzeugnissen untersucht worden, um befriedigende Eigenschaften zu erzielen. Es sind auch verschiedene Verbesserungen bei den einzelnen Verfahrensstufen der Herstellung von Kohlenstofferzeugnissen vorgeschlagen worden, wie z.B. Auswahlbedingungen der Koksteilchengrößen bei der Mischverfahrensstufe und Auswahl von Art und Gehalt eines Bindemittels. Weiterhin wurden Verbesserungen des Knetverfahrens, des Formverfahrens, des Backverfahrens (Brennens), des Tränk- oder Tauchverfahrens sowie der Graphitierung vorgeschlagen. Es wurde auch eine Verbesserung des Kokses selbst, der für das Kohlenstofferzeugnis verwendet wird, untersucht.
Es ist bekannt, daß die Kohlenstofferzeugnisse, die unter Verwendung eines azikularen Kokses vom Kohlentyp hergestellt wurden, einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben und sich ausgezeichnet graphitieren lassen. Es ist jedoch bisher keinerlei Technologie bekannt, mit der ein Kohlenstofferzeugnis erhalten werden kann, welches befriedigende Eigenschaften im Hinblick auf hohe Beständigkeit gegenüber thermischer Schockbeanspruchung, speziell hohe Festigkeit, aufweist.
Die Erfinder haben eingehend die Funktionen der Kokseigenschaften zur Einverleibung bestimmter Eigenschaften der Kohlenstofferzeugnisse mit dem Ziel untersucht, Kohlenstofferzeugnisse mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber thermischer Schockbelastung herzustellen, und zwar unter Verwendung von azikularen Koksen vom Kohlentyp. Als
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Ergebnis dieser Untersuchungen haben die Erfinder gefunden, daß die Qualitäten der Kohlenstofferzeugnisse, insbesondere die Beständigkeit gegenüber thermischer Schockbeanspruchung, eng mit dem Porenvolumen der azikularen Kokse vom Kohlentyp zusammenhängen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofferzeugnissen mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber thermischer Schockbeanspruchung und mit hoher Festigkeit zu schaffen, bei dem ein azikularer Koks vom Kohle-typ verwendet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man ein Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstofferzeugnisses schafft, bei dem man eine Kohlenwasserstoffquelle vom Kohlentyp verkokt; das Produkt, falls erforderlich, calciniert und formuliert, um einen azikularen Koks mit einem Porenvolumen von mehr als 40 mcc(Millikubikzentimeter)/g Koks zu erhalten; den Koks mit einem Bindemittel vermischt; die Mischung verarbeitet und sie bei einer hohen Temperatur graphitierte Das Porenvolumen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 60 bis 200 mcc/g.
Der azikulare Koks vom Kohlentyp kann erhalten werden, indem man eine Quelle vom Kohlentyp, wie Kohlenteer und Kohlenteerpech, verkokt, gegebenenfalls nach einer Modifikation, wie einer Abtrennung von chinolin-unlöslichen Materialien (die im folgenden als Q.I. bezeichnet werden) von der Quelle vom Kohlentyp, und anschließend das Produkt calciniert.
Im folgenden wird die Herstellung des azikularen Kokses vom Kohlentyp im einzelnen erläutert. Die Quellen sind Kohlenwasserstoffe, welche Q.I. und kondensierte, aromatische Ringverbindungen enthalten. Im einzelnen kann es
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sich bei den Quellen von Kohlentyp um Steinkohlenteer und weiches Kohlenteerpech handeln. Die Quelle vom Kohlentyp wird mit Kohlenwasserstoffen vermischt, deren Siedepunkt oder die Destillationstemperatur, bei der 95 Vol-% übergehen, unter 35O°C liegt, und die einen im folgenden definierten B.M.C.I.-Wert von 5 bis 70 aufweisen.
B.M.C.I. = 48 640/k + 473,7S - 456,8.
Dabei bedeutet k einen mittleren Siedepunkt (0K) und S ein spezifisches Gewicht (g/cm5) bei 6O°F. Bei den Kohlenwasserstoffen kann es sich um Cyclohexan, Kerosin und Mischungen von Kerosin und Naphthalinöl in einem Verhältnis von 1:0,3 bis 1:1 (nach Gewicht) handeln.
Die Mischung aus der Quelle vom Kohlentyp und dem Lösungsmittel wird stehenlassen, damit die unlöslichen Materialien sich absetzen. Die unlöslichen Materialien werden durch ein einfaches Verfahren, wie durch Dekantieren, abgetrennt, um auf diese Weise Kohlenwasserstoffe zu erhalten, die im wesentlichen keine chinolin-unlösliehen Materialien enthalten. Der Gehalt an Q.I. in den Kohlenwasserstoffen, welche die kondensierten aromatischen Verbindungen umfassen und die als überstehende Lösung erhalten werden, wird auf weniger als 0,8 Gew.% und vorzugsweise auf weniger als 0,3 Gew.% und insbesondere weniger als 0,1 Gew.%, bezogen auf die im folgenden beschriebene, modifizierte Quelle vom Kohlentyp, verringert.
Im Hinblick auf eine einfache Betriebsführung werden die Verfahren bei der Miechstufe, bei der Sedimentationsstufe und bei der Abtrennungsstufe vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 60 bis 35O°C durchgeführt. Beispielsweise wird es bevorzugt, diese Verfahrensstufen bei etwa 60 bis 90°C durchzuführen, falls es sich bei der Quelle um Kohlenteer handelt, und sie bei etwa 150 bis 290°C
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durchzufuhren, falls es sich bei der Quelle um weiches Kohlenteerpech handelt.
Die resultierende, überstehende Lösung wird bei einer Destillationstemperatur destilliert, die niedriger als der Siedepunkt des Lösungsmittels ist oder niedriger als eine Destillationstemperatur ist, bei der 95 Vo1~% übergehen» oder niedriger als etwa 35O0C ist. Das Destillat wird aufgefangen und kann, falls gewünscht, als Lösungsmittel wiederverwendet werden. Falls z.B. Kohlenteer als die Quelle verwendet wird, wird es im Hinblick auf das Verkoken bevorzugt, nach der Destillation des Lösungsmittels (mit einem Siedepunkt von 810C im Falle von Cyclohexan) durch Erhitzen auf etwa 300°C ein Pech zu bilden. Nach der Destillation wird der die modifizierte Quelle darstellende Rückstand entnommen. Die resultierende, modifizierte Quelle wird als Aur.gangsöl für die Verkokung verwendet. Durch Verkokung des Öls mittels eines verzögerten Verkokungsverfahrens wird azikulare Kokskohle (Grünkoks) erhalten. Die Hauptverfahrensabläufe des verzögerten Verkokungsverfahrens sind wie folgt.
Es wird ein Rückführungsverhältnis, nämlich ein Verhältnis von zurückgeführtem Öl, das aus einem Feindestillationsturm eingespeist wird, zu einem frisch eingespeisten Ausgangsöls für das Verkoken, in einem Bereich von etwa 0 bis 2 vorgesehen. Die in die Verkokungstrommel eingespeiste Mischung wird auf etwa 440 bis 5200C erhitzt, was die Temperatur am Ausgang des Ofens darstellt. Die Verkokungstrommel wird in der Weise betrieben, daß die Temperatur etwa 24 bis 48 Stunden aufrechterhalten bleibt. Der Deckel der Verkokungstrommel wird auf einer Temperatur von etwa 400 bis 5000C unter einem Druck von etwa 1,5 bis 10 at gehalten. Von der Verkokungstrommel werden Öl und Dampf über einen Feindestillationsturm im Kreis-
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lauf zurückgeführt. Auf diese Weise wird die azikulare Kokskohle erhalten, die etwa 5 bis 1396 flüchtige Bestandteile enthält» Diese wird bei etwa 1000 bis 16OO°C calciniert, um den azikularen Koks zu erhalten. Der resultierende, azikulare Koks wird pulverisiert, gesiebt und gemischt, um das Kohlenstofferzeugnis mit hoher Qualität herzustellen.
Der wichtigste Arbeitsvorgang bei der vorliegenden Erfindung ist die Auswahl des Porenvolumens des azikularen Kokses, welches ein Verhältnis des Gesamtporenvolumens pro 1 g des azikularen Kokses ist. Das Porenvolumen wird durch ein Quecksilber-Kompressionsverfahren bestimmt. Eine Probe für die Bestimmung wird erhalten, indem man den Koks siebt, so daß eine Teilchengröße von 10 bis 20 Maschen/2,5 cm oder 10 bis 20 Mesh (japanischer Industriestandard) erhalten wird. Die Bestimmung wird folgendermaßen durchgeführt. Das Porenvolumen/1 g Koks wird mittels eines Quecksilber-Porosimetrieverfahrens bestimmt. Quecksilber wird in die Poren der Koksprobe nach Evakuieren auf einen verringerten Druck von weniger als 0,03 mmHg eingepreßt. Das zwischen dem reduzierten Druck
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von 0,1 kg/cm bis zu dem Druck von 1000 kg/cm eindringende Quecksilbervolumen wird bestimmt, um das Porenvolumen zu berechnen. Der Radius der Poren wird mittels der Gleichung
γ = 75 000/p
bestimmt. Dabei bedeuten,unter Annahme einer Oberflächenspannung des Quecksilbers von 480 dyn/cm und eines Kontaktwinkels von 140°, γ einen Durchschnittsradius der Poren (X) und ρ einen Druck (kg/cm ). Der Porenradius liegt gewöhnlich in einem Bereich von 7,5 x 10 bis 7,5 x 10 SL
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Um den azikularen Koks mit einem Porenvolumen von mehr als 40 mcc/g zu erhalten, können verschiedene Verfahrensbedingungen ausgewählt werden. Beispielsweise kann man die Kohlenwasserstoffquelle, eine Menge des entfernten Q.I., eine Verfahrensbedingung für die Verkokung sowie eine Temperatur und einen Zeitraum für das Calcinieren entsprechend auswählen. Gewöhnlich kann durch Wahl der oben erwähnten Verfahrensbedingungen der azikulare Koks mit einem Porenvolumen von mehr als 40 mcc/g für die vorliegende Erfindung erhalten werden.
Aufgrund der Beziehung von Porenvolumen und Qualität des Kohlenstofferzeugnisses kann das Kohlenstofferzeugnis mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen thermische Schockbeanspruchung erhalten werden, indem man den azikularen Koks mit einem Porenvolumen von mehr als 40 mcc/g, vorzugsweise mehr als 60 mcc/g und speziell mehr als 200 mcc/g, verwendet. Die Porosität liegt vorzugsweise unter 200 mcc/g und insbesondere unter 150 mcc/g. Falls der azikulare Koks mit einem so großen Porenvolumen wie mehr als 200 mcc/g verwendet wird, ist die Festigkeit des Kohlenstofferzeugnisses nachteiligerweise gering.
Im folgenden wird ein Herstellungsverfahren für eine künstliche Graphitelektrode als ein typisches Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstofferzeugnisses unter Verwendung des azikularen Kokses mit dem spezifischen Porenvolumen im einzelnen erläutert. Der als ein Aggregat vorliegende azikulare Koks wird pulverisiert und gesiebt, um ihn in Körner mit dem maximalen Durchmesser von etwa 10 mm und in Pulver mit Größen von 200 Maschen/2,5 cm oder weniger aufzutrennen. Das Kornmaterial und das Pulver werden in einem Verhältnis von etwa 60:40 bis 40:60 vermischt, um die Teilchengrößen einzustellen. Der Koks mit geeigneten Teilchengrößen wird mit einem Bindemittel,
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wie einem Kohlenteerpech, in einem Verhältnis von etwa 70 bis 76% des Kokses zu etwa 24 bis 30% des Bindemittels vermischt. Die Mischung wird bei etwa 140 bis 16O°C geknetet. Die resultierende, geknetete Mischung wird abgekühlt und durch Strangpressen bei etwa 80 bis 1200C verformt, um ein Formprodukt zu erhalten. Das Formprodukt wird bei einer maximalen Temperatur von etwa 750 bis 10000C gebacken (gebrannt), wobei ein gebackenes (gebranntes) Produkt erhalten wird. Falls es erforderlich ist, die Eigenschaften des gebrannten Produktes zu verbessern, wird es bei etwa 250°C unter einem verminderten Druck mit einem Pech imprägniert. Das imprägnierte Produkt wird wiederum in einer zweiten Brennstufe gebrannt. Die Verfahren des Imprägnierens und des Brennens können gegebenenfalls wiederholt werden.
Das resultierende, gebrannte Produkt wird in einem elektrischen Ofen oder dergl. bei etwa 2600 bis 30000C
graphitiert, und
zwar unter Einspeisen eines elektrischen Stroms während 2 bis 4 Tagen und Tempern während mehr als 10 Tagen. Auf diese Weise wird die angestrebte Graphitelektrode erhalten.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann mittels eines einfachen Verfahrens ohne irgendeinen speziellen, komplizierten Arbeitsvorgang des Kohlenstofferzeugnis mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen thermische Schockbeanspruchung (Temperaturwechselbeständigkeit) erhalten werden. Darin ist ein besonderer Vorteil zu sehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Quelle vom Kohlentyp verkokt und calciniert, um den azikularen Koks vom Kohlentyp mit einem spezifischen Porenvolumen zu erhalten. Der Koks wird als das Aggregat verwendet, um das Kohlenstofferzeugnis mit hoher Festigkeit und geringem
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thermischem Ausdehnungskoeffizienten sowie ausgezeichneter Temperaturwechselbeständigkeit zu erhalten, z.B.ein gebranntes, graphitiertes Kohlenstofferzeugnis, wie eine künstliche Graphitelektrode, die sich durch eine hohe Qualität und große Festigkeit auszeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Ein weiches Kohlenteerpech mit einem Gehalt von 6,8 Gew.% Q.I. wird mit Kohlenwasserstoffen, und zwar einer Mischung von Kerosin und Naphthalinöl, als Lösungsmittel vermischt. Das Lösungsmittel weist eine Destillationstemperatur für 95 Vol-# von 25O0C auf und hat einen B.M.C.I.-Wert von etwa 40. Die Mischung wird erhitzt, vermischt und zur Sedimentierung stehenlassen. Eine überstehende Lösung wird abgetrennt und zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Man erhält eine modifizierte Quelle mit einem Gehalt an Q.I. von weniger als 0,1 Gew.96. Die Verfahren werden in einem Chargensystem durchgeführt. Die modifizierte Quelle wird von Umgebungstemperatur bis auf etwa 480°C erhitzt und bei dieser Temperatur unter einem Druck von etwa 2,5 kg/cm etwa 22 h gehalten. Dabei tritt eine Verkokung ein, und es wird ein azikularer Grünkoks erhalten. Der azikulare Grünkoks wird in einen Tiegel mit einem Deckel eingefüllt und etwa 2 h bei etwa 13000C unter strömendem Stickstoffgas erhitzt, um den Koks zu calcinieren. Man erhält einen azikularen Koks. Der azikulare Koks wird pulverisiert, gesiebt und auf diese Weise in Teilchen verschiedener Maschengrößen aufgetrennt. Der Koks mit einer Teilchengröße von 10 bis 20 Maschen/2,5 cm (japanischer Industriestandard = JIS) wird als Probe verwendet und das Porenvolumen der Probe wird mittels eines
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Kathetometers und eines Porosimeters vom Quecksilber-Kompressionstyp bestimmt. Das Porenvolumen für Poren mit einem Radius von 7,5 x 1O1 bis 7,5 x 1O5 A* beträgt 4y mcc/g.
Kokse mit unterschiedlichen Teilchengrößen werden in der Weise vermischt, daß folgende Verteilung der Teilchengrößen erhalten wird [jeweils in Maschen/2,5 cm oder Mesh (JIS)]: 5 Gew.# von 4 bis 6; 20 Gew.% von 6 bis 10; 15 Gew.% von 10 bis 20; 10 Gew.% von 20 bis 36; 16 Gew.% von 100 bis 200; 16 Gew.# von 200 bis 325; und 18 Gew.% von kleiner als 325.
100 Gew.Teile des vermischten Kokses werden mit etwa 33 Gew.Teilen Kohlenteerpech (Erweichungspunkt etwa 800C) als Bindemittel vermischt und etwa 1 h bei etwa 145°C geknetet, um eine Mischung des Kokses und des Bindemittels zu erhalten. Die Mischung wird auf etwa 115°C abgekühlt und bei dieser Temperatur stranggepreßt, und zwar bei einem Düsenverhältnis von 1:3,75. Man erhält Strangpreßprodukte in Form von Stäben, die einen Durchmesser von etwa 2 cm und eine Länge von etwa 12 cm aufweisen.
Die Strangpreßprodukte werden zusammen mit einem Packungspulver in einen elektrischen Ofen gegeben und durch Erhitzen des Ofens auf etwa 1OQO0C während etwa 72 h gebrannt, um gebrannte Produkte zu erhalten. Anschließend werden die gebrannten Produkte zusammen mit dem Packungspulver in einen Graphittiegel gegeben und in einem industriellen Graphitierungsofen durch Erhitzen auf etwa 30000C graphitiert. Auf diese Weise werden Graphitprodukte erhalten. Gemäß JIS R 7202 werden die Eigenschaften der resultierenden Graphitprodukte (zwei Proben) bestimmt. Die Mittelwerte sind in Tabelle 1 in der Spalte des Beispiels 1 angegeben.
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Beispiel
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Es wird Jedoch ein weiches Kohlenteerpech mit einem Gehalt an Q.I. von 2,7 Gew.# verwendet und das Verfahren in einem kontinuierlichen System durchgeführt. Man erhält eine modifizierte Quelle mit einem Gehalt an Q.I. von weniger als 0,1 Gew.%. Die modifizierte Quelle wird mittels eines verzögerten Verkokungsverfahrens während etwa 24 h unter folgenden Bedingungen verkokt: Temperatur am Auslaß des Ofens von 500 bis 515°C; Rückführungsverhältnis von etwa 0,3; und Druck an der Spitze der Verkokungstrommel von etwa 3»5 kg/cm Manometeranzeige. Auf diese Weise erhält man einen azikularen Grünkoks. Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 wird der azikulare Grünkoks calciniert, um einen azikularen, calcinierten Koks zu erhalten. Das Porenvolumen des azikularen, calcinierten Kokses wird bestimmt. Das Porenvolumen beträgt 60 mcc/g Koks.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 zur Herstellung eines Graphitproduktes wird wiederholt. Dabei wird jedoch der azikulare Koks mit 32 Gew.Teilen Kohlenteerpech als Bindemittel vermischt und die Mischung wird bei einem DUsenverhältnis von 1:3 stranggepreßt. Man erhält ein Strangpreßprodukt mit einem Durchmesser von etwa 2,5 cm. Das Strangpreßprodukt wird etwa 30 min bei etwa 3000°C in einem Tamman-Elektroofen graphitiert, Die Eigenschaften des gebrannten Produktes und des Graphitproduktes sind in Tabelle 2 in der Spalte des Beispiels 2 aufgeführt.
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 zur Herstellung eines azikularen Kokses wird wiederholt. Dabei wird jedoch der in Beispiel 2 erhaltene, azikulare Grünkoks in einen Tiegel ohne Deckel gegeben und calciniert. Das Porenvolumen wird
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bestimmt; es beträgt 85 mcc/g Koks. Unter Verwendung des resultierenden, azikularen Kokses und 34 Gew.Teilen Kohlenteerpech als Bindemittel wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 ein Graphitprodukt hergestellt. Die Eigenschaften des Produktes sind in Tabelle 2 in der Spalte des Beispiels 3 angegeben.
Beispiel 4
Gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 wird eine modifizierte Quelle mit einem Gehalt an Q.I. von weniger als 0,1 Gew.% hergestellt. Dabei wird jedoch Kerosin mit einer Destillationstemperatur für 95 Vol-96 von etwa 250°C und einem B.M.C.I.-Wert von etwa 19 als das Lösungsmittel zu dem weichen Kohlenteerpech gegeben und das Verfahren in einem kontinuierlichen System durchgeführt. Die erhaltene, modifizierte Quelle wird mittels eines verzögerten Verkokungsverfahrens während etwa 24 h unter folgenden Bedingungen verkokt: Temperatur am Auslaß des Ofens von 485 bis 5O5°C; Rückführungsverhältnis von etwa 0,7 bis 1,1; und Druck an der Spitze der Verkokungstrommel von etwa 3,5 kg/cm Manometeranzeige. Man erhält einen azikularen Grünkoks. Der azikulare Grünkoks wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 bei 1400 bis 146O°C in einem industriellen rotierenden Ofen calciniert, um einen azikularen, calcinierten Koks zu erhalten. Das Porenvolumen des azikularen, calcinierten Kokses wird bestimmt; es beträgt 93 mcc/g Koks. Gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 wird ein Graphitprodukt hergestellt. Dabei wird jedoch dieser azikulare Koks mit 35 Gew.Teilen Kohlenteerpech als Bindemittel vermischt. Die Eigenschaften des gebrannten Koksproduktes und des Graphitproduktes sind in Tabelle 2 in der Spalte des Beispiels 4 aufgeführt.
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- 15 Tabelle 1 Beispiel 1
Porenvolumen des Kokses (mcc/g) Eigenschaften des Graphitproduktes Biegefestigkeit (kg/cm )
Therm.Ausdehnungskoeffizient(x 10"'/0C) 7,0
elektr.spezif.¥iderstand(x 10 ,A cm) 7,32.
Elastizitätsmodul (kg/mm2)
Tabelle 2 B.P. G.P. Beispiel 3 B.P. G.P. Beispiel 4 G.P.
Beispiel 2 85 93
Porenvol.d.Kokses (mcc/g) 60 125 92 130 107 B.P. 100
Art des Produktes 13,4 6,9 13,1 6,6 7,2
Eigenschf.d.Produktes -
Biegestigkeit (kg/cm2) 55,6 9,74 54,4 9,42 11,1
therm.Ausdehnungskoeffiz.
(x 10-7/Oc)
1115 616 1204 658 691
elektr,spez.Widerstand 44,9
1149
Elastizitätsmodul(kg/mm2)
Bemerkungen:
B.P. = gebranntes Produkt G.P. β Graphitprodukt.
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Claims (5)

1A-3364 MC-146 MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIES LTD. Tokyo, Japan Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofferzeugnissen Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstofferzeugnisses, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kohlenwasserstoff quelle vom Kohletyp verkokt; das Produkt calciniert und, falls erforderlich, zur Schaffung eines azikularen Kokses, mit einem Porenvolumen von mehr als 40 Millikubikzentimeter/g Koks formuliert; den Koks mit einem Bindemittel vermischt; die Mischung verarbeitet und bei einer hohen Temperatur graphitiert.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Porenvolumen des azikularen Kokses so einstellt, daß es 60 bis 200 Millikubikzentimeter/g Koks beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den azikularen Koks dadurch erhält, daß man einen Grünkoks calciniert und pulverisiert; siebt und so mischt, daß ein Porenvolumen von mehr als 40 Millikubikzentimeter/g Koks erhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel Kohlenteerpech verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohlenwasserstoffe vom Kohletyp mit einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt oder einer Destillationstemperatur für 95 Vol-% von unter 35O°C und einem B.M.C.I. Wert von 5 bis 70 zur Abtrennung von unlöslichen Mate rialien in einem Verhältnis von 1 : 0,3 bis 1 : 1 vermischt, das Lösungsmittel von einer überstehenden Lösung abdestilliert und den Destillationsrückstand verkokt.
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BAD ORIGINAL
DE19803033510 1979-09-06 1980-09-05 Verfahren zur herstellung von kohlenstofferzeugnissen Granted DE3033510A1 (de)

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JP (1) JPS5641817A (de)
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