DE1204568B

DE1204568B - Extrusion die for an extrusion press with rectangular inlet and outlet openings

Info

Publication number: DE1204568B
Application number: DEG34237A
Authority: DE
Inventors: Leslie Harrisville Juel
Original assignee: SGL Carbon Corp
Current assignee: SGL Carbon Corp
Priority date: 1961-02-09
Filing date: 1962-02-07
Publication date: 1965-11-04

Description

Auspreßmatrize für eine Strangpresse mit rechteckigen Ein- und Auslaßöffnungen Die Erfindung betrifft Aiispreßmatrizen für eine Strangpresse mit rechteckigen Ein- und Auslaßöffnungen, und zwar eine Spezialpreßmatrize, die dafür bestimmt ist, die Richtung von Graphitkristalliten oder von Koks oder kohlenstoffhaltigen Teilchen in im wesentlichen Plättehenform während der Auspressung zu steuern.Extrusion die for an extrusion press with rectangular inlet and outlet openings The invention relates to Aiispreßmatrizen for an extrusion press with rectangular Ein and outlet openings, namely a special press die, which is intended for the Direction of graphite crystallites or of coke or carbonaceous particles to control in essentially platelet form during the pressing.

Es ist bereits eine Auspreßmatrize für eine Strangpresse mit rechteckigen, Ein- und Auslaßöffnungen bekannt, von denen, bedingt durch zwei parallele Wände, die eine Abmessung im wesentlichen gleich ist, während die andere dazu senkrechte Abmessung des Einlasses, bedingt durch zwei gegen den Auslaß konvergierende Wände, ein Vielfaches der entsprechenden Abmessung des Auslasses beträgt, und mit einem oder mehreren im Einlaß des Mundstückes angeordneten Verteilerflügel bzw. -flügeln, insbesondere zum Auspressen von kohlestoffhaltigem Elektroden- oder Kernmaterial für Atomreaktoren zur Erzielung anisotropischer Eigenschaften dieses Materials.It is already an extrusion die for an extrusion press with rectangular, Inlet and outlet openings known, of which, due to two parallel walls, one dimension is essentially the same while the other is perpendicular to it Dimensions of the inlet, due to two walls converging towards the outlet, is a multiple of the corresponding dimension of the outlet, and with one or several distributor blades or blades arranged in the inlet of the mouthpiece, especially for pressing out carbonaceous electrode or core material for nuclear reactors to achieve anisotropic properties of this material.

Die Erfindung verbessert eine solche Auspreßmatrize so, daß eine bessere Orientierung der Partikel des Auspreßmaterials erreicht wird.The invention improves such an extrusion die so that a better one Orientation of the particles of the Auspreßmaterials is achieved.

Dies geschieht dadurch, daß bei einer Auspreßmatrize der vorgenannten Gattung das öffnungsverhältnis zwischen Ein- und Auslaß zwischen 2 und 5 liegt und der bzw. die küngenartigen Flügel des Verteilersegmentes bzw. der Verteilersegmente senkrecht zur Ebene der parallelen Wände angeordnet ist bzw. sind.This happens because the opening ratio between inlet and outlet is between 2 and 5 in an extrusion die of the aforementioned type and the blade or wings of the distributor segment or segments is or are arranged perpendicular to the plane of the parallel walls.

Dabei kann mindestens ein Idingenartiger Flügel in der Nähe des Einlasses angeordnet sein und zwischen den parallelen Wänden desselben verlaufen.At least one Idingen-like wing can be placed in the vicinity of the inlet be arranged and run between the parallel walls of the same.

Die Preßmatrize nach der Erfindung, von der Abwandlungen in den Zeichnungen gezeigt sind, ist geeignet »grüne« Kohlenstoffstangen auszupressen, die, wenn sie graphitisiert sind, viele erwünschte Eigenschaften haben, einschließlich maximaler Dimensionsstabilität und minimaler Empfindlichkeit gegen Hochtemperaturstrahlungssehäden in einer kritischen Richtung, wenn sie in Atomreaktoren verwendet werden.The press die according to the invention, modifications of which are shown in the drawings, is capable of extruding "green" carbon rods which, when graphitized, have many desirable properties, including maximum dimensional stability and minimum sensitivity to high temperature radiation damage in a critical direction when they are used in nuclear reactors.

Diese Stangen oder Stäbe werden aus einer Charge, gebildet, die aus Graphit, Koks oder kohlenstoffhaltigen Teilchen in einem Pech oder einem anderen geeigneten Bindemittel besteht. Fein gemahlener »Nadel«-Koks, wie er in der USA.-Patentschrift 2 775 549 gezeigt ist, zerlegtes Siliziumcarbid und Garschaum sind Beispiele von kohlenstoffhaltigen Stoffen, die mit einem Bindemittel, wie Pech, benutzt und bearbeitet und durch die Matrize nach der Erfindung ausgepreßt werden können, um Stäbe mit den gewünschten Eigenschaften zu bilden. Diese kohlenstoffhaltigen Teilchen haben im wesentlichen Plättchenform. Wenn sie durch Matrizen nach der Erfindung ausgepreßt werden, werden diese Plättchen vorzugsweise in einer solchen Weise gerichtet, daß sie Lamellen umfassen, die in einer Mehrzahl von übereinandergelagerten Ebenen angeordnet sind, wobei ein hoher Prozentsatz dieser Ebenen im wesentlichen gegenseitig parallel und annähernd senkrecht zu den parallelen Wänden der Formungsmatrize liegen. Diese vorzugsweise Orientierung oder Ausrichtung der Lamellen oder Plättchen erzielt, daß in einer »grünen« ausgepreßten Stange nach dem Backen und Graphitisieren der »grünen« Stange ihre physikalischen Eigenschaften, solche wie Wärmeexpansionskoeffizient, spezifischen Widerstand usw. gemessen längs drei gegenseitig senkrechten Achsen, die den beiden Kanten und der Länge einer Stange von rechtwinkligem Querschnitt entsprechen, die gleiche Art von anisotropischen Charakteristiken eines einzigen Graphitkristalles zeigen.These rods, or rods, are formed from a batch consisting of graphite, coke, or carbonaceous particles in a pitch or other suitable binder. Finely ground "needle" coke, as it is shown in the USA. Patent 2,775,549, decomposed silicon carbide and Garschaum Examples of carbonaceous substances with a binder, such as pitch, used and handled, and by the die according to the invention can be extruded to form rods with the desired properties. These carbonaceous particles are essentially platelet in shape. When pressed through dies according to the invention, these platelets are preferably directed in such a way that they comprise lamellae arranged in a plurality of superposed planes, a large percentage of these planes being substantially mutually parallel and approximately perpendicular to the parallel walls of the forming die. This preferential orientation or alignment of the lamellas or platelets ensures that in a "green" pressed rod after baking and graphitization of the "green" rod its physical properties, such as coefficient of thermal expansion, specific resistance, etc., measured along three mutually perpendicular axes that define the correspond to both edges and the length of a rod of rectangular cross-section, show the same kind of anisotropic characteristics of a single crystal of graphite.

Mit anderen Worten wird die Größe irgendeiner gegebenen, längs der Auspreßachse und in einer Richtung, d. h. längs der Breite senkrecht zu der Auspreßachse, gemessenen Eigenschaft wesentlich verschieden von der Größe dieser gleichen Eigenschaft sein, gemessen in der Richtung (z. B. längs der Höhe) wechselseitig senkrecht zu den anderen beidenAchsen. DieseWirkungen und ihre Bedeutung werden klarer durch Bezugnahme auf F i g. 10 der Zeichnungen und auf die Beispiele gemacht, die noch folgen.In other words, the size is any given, along the extrusion axis and in one direction, i.e. H. along the width perpendicular to the extrusion axis, can be substantially different from the magnitude of that same property as measured in the direction (e.g. along the height) mutually perpendicular to the other two axes. These effects and their meanings will become more clear by referring to FIG . 10 of the drawings and made on the examples that follow.

Die Erfindung wird nach Betrachtung der Zeichnungen leichter verständlich, in denen zeigt F i g. 1 eine Vorderaufrißansicht einer Matrize nach der Erfindung, F i g. 2 eine Schnittansicht nach Linie 2-2 in Fig. 1, F i g. 3 eine Draufsicht nach Linie 3-3 in F i g. 2, F i g. 4 eine senkrechte Schnittansicht nach Linie 4-4 in F i g. 2, F i g. 5, 6 und 7 F i g. 2 entsprechende Ansichten, die verschiedene Abwandlungen der Matrize nach F i g. 1 zeigen, F i g. 8 eine Vorderaufrißansicht einer abgewandelten Matrize, in der die kleinere Dimension des Materials, welches ausgepreßt wird, weiter vermindert wird, wenn es durch die Matrize hindurchgeht, wohingegen die größere Dimension konstant bleibt ziemlich umgekehrt wie bei der Maixize nach' Fig. 1, F i g. 9 eine Schnittansicht dieser abgewandelten Matrize nach Linie 9-9 in F i g. 8 und F i g. 10 eine Schrägansicht eines Teiles eines neutronischen Reaktors, bei dem nach der Erfindung hergestellte Stangen oder Stäbe benutzt sind.The invention will be more readily understood after considering the drawings in which FIG. 1 is a front elevational view of a die according to the invention, FIG. 2 shows a sectional view along line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view along line 3-3 in FIG. 2, Fig. 4 is a vertical sectional view taken along line 4-4 in FIG . 2, Fig. 5, 6 and 7 F i g. 2 corresponding views showing various modifications of the die according to FIG. 1 show, F i g. 8 is a front elevational view of a modified die, in which the smaller dimension of the material which is pressed, is further reduced as it passes through the die, the greater dimension whereas constant remains quite the reverse of the Maixize for 'Fig. 1, F i G. 9 is a sectional view of this modified die along line 9-9 in FIG. 8 and FIG. Figure 10 is an oblique view of part of a neutronic reactor using rods made in accordance with the invention.

Weil die Matrizen nach F i g. 1 und 8 analoge Teile aufweisen, sind die gleichen Bezugszeichen benutzt, um entsprechende Teile zu bezeichnen mit der Ausnahme, daß in dem Falle der Matrize nach F i g. 8 (oder F i g. 9) den Zahlen ein kleines »a« hinzugefügt ist.Because the matrices according to Fig. 1 and 8 have analogous parts, the same reference numerals are used to designate corresponding parts, with the exception that in the case of the die according to FIG . 8 (or Fig. 9) a lowercase "a" is added to the numbers.

Der Teil eines in Schrägansicht in F i g. 10 dargestellten neutronischen Reaktors zeigt Stäbe oder Stangen 20 in ihrem ausgepreßten »grünen<#c (d. h. geformten, aber ungebackenen) Zustand, welche Lamellen oder Schichten 22 aufweisen, die in einer Mehrzahl von übereinandergelagerten, im wesentlichen wechselseitig parallelen Ebenen angeordnet sind. Die Stäbe 20 dieses Reaktors sind auch alle richtig mit Bezug zueinander angeordnet. Zylindrisch geformte Löcher 21 sind zentral in jedem der Stäbe oder Stangen angebracht, um sich den Brennstoffelementen anzupassen. (Es ist verständlich, daß die Stäbe vor ihrer Anbringung in den Reaktor graphitisiert sein werden, wobei die vorher zur Erläuterung beschriebene »grüne« Zustandsorientierung erhalten bleibt.) Wenn diese Zustände in Geltung sind, sind der Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) und der spezifische Widerstand der Stäbe, wenn graphitisiert, beträchtlich größer in der X-Richtung, als sie es in den Y- oder Z-Richtungen sind. Hieraus folgt die Minimalisierung von Strahlungsbeschädigung in der X-Richtung und die wesentliche Reduzierung des dadurch verursachten Heruntersinkens, wenn diese graphitisierten Stangen oder Stäbe in den Reaktoren gebraucht werden. Die Ausschaltung oder Schadensin der X-Richtung ist viel kritischer oder wichtiger, als sie es in der Horizontalen oder Z-Richtung oder in Längsrichtung der Stangen oder in der Y-Richtung ist. Dies beruht darauf, weil die Basis des Reaktors, selbst mit Beschädigung in den Z- oder Y-Richtungen, im wesentlichen fest und mechanisch unversehrt bleibt, wohingegen das Einsinken in der X-Richtung bald mechanische Betriebsunfähigkeit -sowie Beschädigung durch den ganzen Reaktor hindurch erzeugt. Die Matrize, -welche die vorerwähnte Orientierung zustande bringend wird -und die allgemein mit 1 bezeichnet ist, besitzt einen im wesentlichen rechtwinkligen Einlaß 2 sowie einen im wesentlichen rechtwinkligenAuslaß 3, wobei jeder eine imwesentlichen gleiche und entsprechende Abmessung hat und jeder annähernd -dieselbe oder gleiche Ausdehnung oder Weite -hat. Die Matrize besitzt zwei im wesentlichen parallele Wände 4 und 5, die um eine Strecke gleich der Weite oder Breite im Abstand angeordnet sind, sowie zwei konvergierende Wände 6 und 7, die geeignet sind, die plättchenartige kohlenstoffhaltige Teilchen-Binder-Mischung zusammenzupressen, wenn sie durch den Einlaß 2 hindurch gegen den Auslaß 3 gehen. Die Wände 6 und 7 sollten vorzugsweise fortlaufend gegeneinander konvergieren oder im allgemeinen mit einer stetig abnehmenden Neigung oder Krümmung versehen sein, bis die gewünschte rechtwinklige Abmessung der Masse, die ausgepreßt wird, erreicht ist, wonach diese Wände auch im wesentlichen parallel werden. Auf diesaWeise bleibt, wenn die Matrize nach F i g. 1 oder die Matrize nach F i g. 8 gebraucht wird, eine Dimension der Masse immer im wesentlichen konstant, während die andere Dimension oder Größe der Masse im wesentlichen vermindert wird, wenn sie von dem Einlaß der Matrize an den A-uslaß geht. Die Dimension der Masse, die sich ändert, kann manchmal größer sein als die konstante Dimension des Einlasses, wie es der Fall ist, wenn die Matrizen der F i g. 1 bis 7 gebraucht werden, und kann zu anderen Zeiten geringer als die konstante Dimension oder Größe sein, wie -wenn die Matrize -der F ig. 8 oder 9 benutzt wird. Die Wahl der besonderen benutzten Matrizentype kann von der Form des gewünschten Produktes oder von anderen Faktoren abhängen, wobei die Matrize nach F i g. 1 rechtwinklige Stangen oder Stäbc erzeugt, die im wesentlichen von gleicher Seitenlänge oder im Querschnitt quadratisch sind, während die Matrize nach F i g, 8 hochorientierte ausgepreßte, im Querschnitt rechteckige Platinen von ungleicher Seitenlänge auspreßt. Die Matrizen zur Erzeugung solcher Platinen können häufig, wenn gewünscht, so geformt oder dimensioniert sein, daß die Platinen in Längsrichtung weiter in eine Anzahl von Stangen geschnitten werden können, die im Querschnitt im wesentlichen quadratisch sind In einer bevorzugten Ausführung können ein oder mehrere klingenartige Flügel 8 in der Nähe des Eintritts in die Matrize benutzt werden. Der Flügel oder die Flügel können sich vollständig hinter dem Einlaß oder der öffnung befinden, wie bei den Matrizen, die in den F i g. l# 2, 3, 7, 8 und 9 gezeigt sind, oder können den Einlaß -übergreifen, wie bei der Matrize in F i g. 6. Diese Flügel können in den Matrizen mittels Flansche 9 angebracht sein, die in Schlitze in den Parallelwänden 4 und 5 der Matrize eingesetzt sind, wie, F i g. 1 und 8 zeigt. Wahlweise können der Flügel oder die Flügel in einem gesonderten Glied angebracht sein, welches in die Matrize führt. Der Flügel oder die. Flügel 8 wirken mit der Krümmung der Wände 6 und 7 zusammen, um das Einstellen von Scherkräften in der Mischung zu unterstützen, die ausgestoßen wird, wenn sie angrenzend daran vorbeigeht, und diese Kräfte suchen die. plättchen, artigen Teilchen der kohlenstoffhaltigen Mischung in Ebenen im wesentlichen parallel zu dem Flügel und zu derAchse der Matrize sowie annähernd senkrecht zu den parallelen Wänden 4 und 5 derselben auszurichten.The part of an oblique view in FIG . The neutronic reactor shown in Figure 10 shows rods or rods 20 in their pressed "green"#c (i.e., shaped but unbaked) state having fins or layers 22 arranged in a plurality of superimposed, substantially mutually parallel planes . The rods 20 of this reactor are also all properly positioned with respect to one another. Cylindrical shaped holes 21 are made centrally in each of the rods or rods to accommodate the fuel elements. (It is understandable that the rods will be graphitized before they are placed in the reactor, with the "green" state orientation previously described for explanation being retained.) If these states are in effect, the coefficient of thermal expansion (CTE) and the specific resistance are the Rods, when graphitized, are considerably larger in the X direction than they are in the Y or Z directions. This results in the minimization of radiation damage in the X-direction and the substantial reduction in the sinking caused thereby when these graphitized rods or rods are used in the reactors. Elimination or damage in the X-direction is much more critical or important than it is in the horizontal or Z-direction or in the longitudinal direction of the bars or in the Y-direction. This is because the base of the reactor, even with damage in the Z or Y directions, remains essentially solid and mechanically intact, whereas subsidence in the X direction soon creates mechanical inoperability and damage throughout the reactor . The template, - that the above-mentioned orientation is concluded bringing -and which is generally designated 1, has a substantially rectangular inlet 2 and a substantially rechtwinkligenAuslaß 3, each having a substantially same and corresponding dimension, and each approximately -dieselbe or same Extension or width -hat. The die has two substantially parallel walls 4 and 5 spaced a distance equal to the width or width, and two converging walls 6 and 7 which are suitable for compressing the platelet-like carbonaceous particle-binder mixture when they go through the inlet 2 through towards the outlet. 3 The walls 6 and 7 should preferably continuously converge towards one another or generally be provided with a steadily decreasing slope or curvature until the desired rectangular dimension of the mass being pressed is reached, after which these walls also become substantially parallel. In this way, when the die of FIG . 1 or the die according to FIG. 8 is needed, one dimension of the mass is always substantially constant, while the other dimension or size of the mass is substantially reduced as it goes from the inlet of the die to the outlet. The dimension of the mass that changes can sometimes be greater than the constant dimension of the inlet, as is the case when the matrices of FIG. 1 to 7 are needed, and may be less than the constant dimension or size at other times, such as -when the die -fig. 8 or 9 is used. The choice of the particular type of die used may depend on the shape of the product desired or on other factors, the die of FIG . 1 rectangular bars or rods are produced which are essentially of the same side length or square in cross-section, while the die according to Fig. 8 presses out highly oriented, squeezed out, rectangular in cross-section plates of unequal side length. The dies for producing such blanks can often, if desired, be shaped or dimensioned so that the blanks can be further longitudinally cut into a number of rods which are substantially square in cross-section. In a preferred embodiment, one or more blade-like wings can be used 8 near the entrance to the die. The wing or wings can be completely behind the inlet or opening, as in the case of the dies shown in FIGS . l # 2, 3, 7, 8 and 9 are shown, or can overlap the inlet, as in the case of the die in FIG. 6. These wings can be mounted in the dies by means of flanges 9 which are inserted into slots in the parallel walls 4 and 5 of the die, as shown in FIG. 1 and 8 shows. Optionally, the wing or wings can be mounted in a separate link which leads into the die. The wing or the. Wings 8 cooperate with the curvature of walls 6 and 7 to help adjust shear forces in the mixture that is expelled as it passes adjacent to it, and these forces seek the. platelet-like particles of the carbonaceous mixture in planes substantially parallel to the wing and to the axis of the die and approximately perpendicular to the parallel walls 4 and 5 thereof.

Die Matrizen können typisch aus zwei Hauptabschnitten hergestellt werden, die durch irgendeine geeignete 01 Einrichtung, z. B. durch Gewindeschrauben 10 in den Gewindelöchern 11, zusammengekuppelt sein können. In'einem der Abschnitte können Vertiefungen vorgesehen sein, um die Köpfe 12 der Schrauben aufzunehmen.The matrices can typically be made from two main sections, which can be defined by any suitable means, e.g. B. can be coupled together by threaded screws 10 in the threaded holes 11. Depressions can be provided in one of the sections in order to receive the heads 12 of the screws.

Ein Flansch 13, der Löcher 14 aufweist, kann in der Nähe des Einlaßendes der Matrize benutzt. werden, wenn es erwünscht ist, die Matrize mittels Muttern und Schraubenbolzen oder einer anderen geeigneten Einrichtung mit einem Einführungsglied zu kuppeln, durch welche die auspreßbare Mischung an den Eintritt oder Einlaß 2 der Matrize 1 gebracht wird.A flange 13 having holes 14 can be used near the inlet end of the die. if it is desired to couple the die by means of nuts and bolts or any other suitable means to an insertion member through which the squeezable mixture is brought to the inlet or inlet 2 of the die 1 .

Ein Augenbolzen 15 kann in ein Gewindeloch in einen der Abschnitte der Matrize geschraubt sein, um eine geeignete Vorrichtung zum Anheben und Anbringen der Vorrichtung vorzusehen. Eine umfangsmäßige Heizkammer 16 kann den Eintrittsteil der Matrize umgeben, um dazu beizutragen, die auspreßbare kohlenstoffhaltige Masse auf einer optimalen Zähigkeit zu halten, um die maximale Partikelorientierung zu erreichen. In dieser Zone können Dampf oder andere Wärmeübertragungsmittel verwendet werden.An eye bolt 15 may be screwed into a threaded hole in one of the sections of the die to provide a suitable device for lifting and attaching the device. A circumferential heating chamber 16 may surround the entry portion of the die to help maintain the extrudable carbonaceous mass at optimum toughness in order to achieve maximum particle orientation. Steam or other heat transfer media can be used in this zone.

Die Benutzung von einem oder mehr Flügeln oder klingenartigen Gliedern 8 und die besondere Anbringung derselben sowie die Gestaltung dieser gewählten Glieder sind sämtlich variabel, was von den Charakteristiken der Mischung abhängt, die ausgepreßt wird, wie die Temperaturen, die gebrauchten Drücke usw. Sie werden natürlich so gewählt und bestimmt werden, um einen maximalen Orientierungsgrad der plättchenartigen Teilchen, die Konsistenz mit minimalen Gegendrücken, gute Produktionsgrade und das Fehlen von irgendwelchen Spaltungslinien in den schließlichen, ausgepreßten »grünen« Stäben oder Stangen zu erhalten. Es ist verständlich, daß in manchen Fällen ein Flügel nicht erforderlich ist und daß eine Matrize, wie sie in F i g. 5 gezeigt ist, ausreicht, um den erforderlichen Richtungs- oder Orientierungsgrad zu erhalten. Sein Erfordernis ist auch etwas abhängig von dem Konvergierungsausmaß, welches in der Matrize stattfindet, was andererseits weitgehend von dem Verhältnis der Verminderungsabmessung an dem Einlaß auf die Abmessung an dem Auslaß abhängt. Diese Faktoren treffen auch für den Gebrauch eines Flügels mit einer Matrize der in F i g. 8 gezeigten Type zu.The use of one or more blades or blade-like members 8 and the particular placement of these, as well as the design of these chosen members, are all variable, depending on the characteristics of the mixture that is being pressed out, such as the temperatures, the pressures used, etc. They become natural be chosen and determined in such a way as to obtain a maximum degree of orientation of the platelet-like particles, the consistency with minimal back pressures, good levels of production and the absence of any cleavage lines in the final, pressed "green" rods or rods. It will be understood that in some cases a wing is not required and that a die as shown in FIG. 5 is sufficient to obtain the required degree of direction or orientation. Its requirement is also somewhat dependent on the degree of convergence which takes place in the die, which, on the other hand, depends largely on the ratio of the diminishing dimension at the inlet to the dimension at the outlet. These factors also apply to the use of a wing with a die as shown in FIG. 8 shown.

Es ist verständlich, daß, obwohl die Matrizen im allgemeinen aus zwei Hauptabschnitten bestehen oder zusammengebaut sind, die Matrize aus einer einzig hergestellten Vorrichtung besteht, die eine vorher beschriebene geometrisch gestaltete Kammer aufweist.It will be understood that although the dies generally consist of two major sections or are assembled together, the die consists of a single fabricated device having a geometrically shaped chamber previously described.

Das Verhältnis der einen Dimension der Matrize, die im wesentlichen von dem Einlaß zum Auslaß konstant bleibt, während die andere Dimension im wesentlichen reduziert ist, ist ein wesentliches Merkmal der ErfImdung und ist notwendig, um die gewünschte bevorzugte Orientierung der plättchenförmigen Teilchen herbeizuführen, die in der kohlenstoffhaltigen Mischung vorhanden sind, welche ausgepreßt wird. Die folgenden Beispiele sind angeführt, um die Erfindung vollständiger zu beschreiben.The ratio of one dimension of the die that is essentially from the inlet to the outlet remains constant while the other dimension is essentially is reduced is an essential feature of the invention and is necessary to to bring about the desired preferred orientation of the platelet-shaped particles, which are present in the carbonaceous mixture which is being squeezed out. The following examples are presented to more fully describe the invention.

Beispiel 1 Es wurde eine auspreßbare kohlenstoffhaltige Masse aus einer Mischung von annähernd 37 Teilen Kohlenteerpechbindemittel und 100 Teilen aus »Nadelkoks«, wie er in der USA.-Patentschrift 2 775 549 gezeigt ist, hergestellt. Die Teilchen aus Nadelkoks hatten eine solche Größe, daß mindestens 55111o durch ein Sieb mit 80 Maschen pro Zentimeter und im wesentlichen alles durch ein 8-Maschem-Sieb hindurchgingen. Diese auspreßbare Mischung wurde bei einer Temperatur von anähernd 160'C gemischt, auf annähernd 100 IC abgekühlt und dann durch die in F i g. 2 gezeigte Matrize hindurchgepreßt. Die plättehenartigen, kohlenstoffhaltigen Teilchen dieser Mischung waren nach ihrem Hindurchgang durch die Matrize in Lamellen orientiert, die in einer Mehrzahl von übereinandergelagerten Ebenen angeordnet waren, wobei ein hoher Prozentsatz dieser Ebenen im wesentlichen wechselseitig parallel und annähernd senkrecht zu den parallelen Flächen der Matrize war. Das Verhältnis der Höhe des Einlasses dieser Matrize zu der Höhe des Auslasses der Matrize betrug etwa 2: 1. Mit anderen Worten war eine Dimension der auspreßbaren Masse um dieses Ausmaß geändert oder reduziert, während die andere Dimension im wesentlichen konstant blieb. Das ausgepreßte »grüne« Kohlenstangenprodukt war rechtwinklig (und im wesentlichen quadratisch) im Querschnitt und besaß die vorher beschriebene Plättchenorientierung. Diese »grüne« Kohlenstoffstange wurde gemäß der herkömmlithen Technik gebacken und graphitisiert und war dann außer der Endbearbeitung -und Bohrung zur Anbringung und Verwendung in einem Kernreaktor bereit. Beispiel 2 Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei annähernd 40 Teile Pechbindemittel und 100Teile Nadelkoks von einer solchen Teilchengröße gebraucht wurde, daß mindestens 5511/o durch ein 80-Maschen-Sieb und im wesentlichen alles durch ein 8-Maschen-Sieb hindurchgingen. Diese Mischung wurde durch die.in F i g. 2 gezeigte Matrize hindurchgepreßt. Die »grüne« erzeugte Kohlenstoffstange besaß gebacken und graphitisiert einen Wärmeausdeh-' 1 nungskoeffizient T-,-6-- von 10,4 in der Z-Richtung, 0 C 21,4 in der X-Richtung und 8,2 in der Y-Richtung, wie diese Richtungen in F i g. 10 gezeigt sind. Hieraus ist ersichtlich, daß die Größe des WAK längs der Auspreßachse und längs der Breite senkrecht zu der Achse wesentlich verschieden von der Größe WAK gemessen längs der X-Richtung oder der Höhe des Stabes sind, die wechselweise senkrecht zu den anderen zwei Richtungen ist. Beispiel 3 ,rnd Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei annähe 43Teile Pechbinder und 100Teile Nadelkoks von einer solchen Größe gebraucht wurden, daß mindestens 55"lo durch ein 80-Maschen-Sieb und ün wesentlichen alles durch ein 8-Maschen-Sieb hindurchging. Die erzeugte »grüne« Kohlenstoffstange besaß gebacken und graphitisiert einen WAK in der Z-Richtung von 11,0, einen WAK von 19,2 in der X-Richtung und einen WAK von 7,1 in der Y-Richtung. _Diese Beispiele zeigen einige der möglichen Variationen mit Bezug auf solche Dinge, wie Verhältnisse von Materialien usw. bei der Ausführung dieser Erfindung in der Praxis.Example 1 An extrudable carbonaceous mass of a mixture of approximately 37 parts coal tar pitch and 100 parts of "needle coke", as shown in the USA. Patent 2,775,549 prepared. The needle coke particles were sized such that at least 551110 passed through an 80 mesh per centimeter screen and essentially all through an 8 mesh screen. This squeezable mixture was mixed at a temperature of approximately 160 ° C., cooled to approximately 100 ° C. and then passed through the process shown in FIG. 2 die shown pressed through. The platelet-like, carbonaceous particles of this mixture, after passing through the die, were oriented in lamellae arranged in a plurality of superimposed planes, a large percentage of these planes being substantially mutually parallel and approximately perpendicular to the parallel faces of the die. The ratio of the height of the inlet of this die to the height of the outlet of the die was about 2: 1. In other words, one dimension of the squeezable mass was changed or reduced by this amount, while the other dimension remained essentially constant. The extruded "green" carbon rod product was rectangular (and essentially square) in cross-section and had the platelet orientation previously described. This "green" carbon rod was baked and graphitized according to the conventional technique and then, in addition to finishing and drilling, was ready for installation and use in a nuclear reactor. Example 2 The procedure of Example 1 was repeated using approximately 40 parts pitch binder and 100 parts needle coke of a particle size such that at least 5511 / o passed through an 80 mesh screen and essentially all through an 8 mesh screen. This mixture was made by the in FIG . 2 die shown pressed through. The "green" carbon rod produced had baked and graphitized a Wärmeausdeh- '1 expansion coefficient T -, - 6-- of 10.4 in the Z-direction, 0 C 21.4 in the X direction and 8.2 in the Y -Direction, like these directions in F i g. 10 are shown. From this it can be seen that the size of the CTE along the extrusion axis and along the width perpendicular to the axis are substantially different from the size CTE measured along the X direction or the height of the rod which is alternately perpendicular to the other two directions. Example 3 and Example 1 were repeated using approximately 43 parts pitch binder and 100 parts needle coke of a size such that at least 55 "lo passed through an 80-mesh sieve and substantially all through an 8-mesh sieve. The produced "Green" carbon rod had baked and graphitized a CTE in the Z direction of 11.0, a CTE of 19.2 in the X direction and a CTE of 7.1 in the Y direction. _These examples show some of the possible Variations on such things as ratios of materials, etc. in practicing this invention.

Beispiel 4 Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei die Preßmatrize nach F i g. 5 gebraucht wurde, die keine Flügel hat. Gebacken und graphitisiert war der WAK der erzeugten. Stange 19,7 in der Z-Richtung, 33,6 in der X-Richtung und 10,1 in der Y-Richtung. Der spezifische Widerstand (,un-cm) dieser Stange betrug 1006 in der Z-Richtung, 1463 in der X-Richtung und 942 in der Y-Richtung. Beispiel 5 Beispie13 wurde wiederholt, wobei die flügellose Preßmatrize nach F i g. 5 benutzt wurde. Der WAK der erzeugten Stange, gebacken und graphitisiert, war 20,0 in der Z-Richtung, 35,5 in der X-Richtung und 10,2 in der Y-Richtung Der spezifische Widerstand (in izz2-cm) dieser Stange betrug 10461i0cm der Z-Richtung, 1402 [tQcm in der X-Richtung und 1148 [tQcm in der Y-Richtung.Example 4 The process according to Example 2 was repeated, the press die according to FIG . 5 that has no wings. The CTE of the generated was baked and graphitized. Rod 19.7 in the Z direction, 33.6 in the X direction and 10.1 in the Y direction. The resistivity (, un-cm) of this rod was 1006 in the Z direction, 1463 in the X direction, and 942 in the Y direction. Example 5 Example was repeated, the wingless press die according to FIG . 5 was used. The CTE of the bar produced, baked and graphitized, was 20.0 in the Z direction, 35.5 in the X direction and 10.2 in the Y direction. The specific resistance (in izz2-cm) of this bar was 10461.10 cm the Z direction, 1402 [tQcm in the X direction and 1148 [tQcm in the Y direction.

Die Beispiele 4 und 5 zeigen, daß die gewünschte Orientierung nicht nur mit Matrizen erzielt werden kann, die Flügel haben, sondern auch mit flügellosen Matrizen. Beispiel 6 Eine auspreßbare kohlenstoffhaltige Masse wurde aus einer Mischung von etwa 40 Teilen Pechbinder und 100TeüenNadelkoks miteinersolchenTeilchengröße, vorbereitet, daß mindestens 55% durch ein 80-Maschen-Sieb und im wesentlichen alles durch ein 8-Maschen-Sieb hindurchging, und diese Masse wurde gemäß dem Verfahren nach Beispiell ausgepreßt, wobei aber eine Standardtype von Preßmatrize gebraucht wurde, anstatt einer mit den Charakteristiken dieser Erfindung. Mit anderen Worten besaß die Matrize nicht zwei Wände, die im wesentlichen über die Länge der Matrize parallel waren, sondern sie war stattdessen so konstruierte daß die Zusammendrückung der Masse von allen vier Seiten aus stattfand. Das heißt> die Masse wurde in der Dimension zwischen den Seitenwänden ebenso wie zvAschen den Ober- und Unterwänden zusammen gepreßt und reduziert. Die erzeugte »grüne« Kohlenstoffstange besaß, gebacken und graphitisiert, einen WAK in der Z-Richtung von 29,5, in der X-Richtung von 29,5 und in der Y-Riehtung von 6,5. Aus diesem Beispiel kann geschlossen werden, daß die gewünschte bevorzugte Orientierung nicht erzielt wurde, noch daß sie erzielbar ist, wenn eine Standardpreßmatrizentype benutzt wird.Examples 4 and 5 show that the desired orientation can be achieved not only with matrices that have wings, but also with wingless matrices. Example 6 A squeezable carbonaceous mass was prepared from a mixture of about 40 parts pitch binder and 100 parts needle coke having a particle size such that at least 55% passed through an 80-mesh sieve and essentially all through an 8-mesh sieve, and this mass was made according to extruded using the method of Example, but using a standard type of die rather than having the characteristics of this invention. In other words, the die did not have two walls that were substantially parallel along the length of the die, but instead was designed so that compression of the mass took place from all four sides. That means> the mass was compressed and reduced in the dimension between the side walls as well as between the upper and lower walls. The "green" carbon rod produced, baked and graphitized, had a CTE in the Z direction of 29.5, in the X direction of 29.5 and in the Y direction of 6.5. From this example it can be concluded that the preferred orientation desired has not been achieved, nor is it achievable using a standard type of die.

Aus der vorhergehenden Beschreibung und den Beispielen sollte anerkannt werden, daß eine weite Änderung in den Bearbeitungsbedingungen, Ausgangsmaterialien und- Vorrichtungsmerkmalen möglich ist und in Erwägung gezogen werden kann, wenn die Erfindung in der Praxis ausgeführt wird. Beispielsweise können Harze oder geeignete Kohlenwasserstoffbinder ebenso gut wie Pech benutzt werden. Die Menge von benutzten Bindern und die Teilchengrößen von Arten von den anfänglichen kohlenstoffhaltigen Plättchen können sämtlich variiert werden. Beispielsweise wird die benutzte Pechmenge, wenn sie als Binder benutzt wird, im allgemeinen von etwa 30 bis etwa 45 Teilen pro 100 Teile von kohlenstoffhaltigem Material variieren. Die benutzten Drücke und Temperaturen können weitgehend variiert werden. Das Verhältnis der Größe des Einlasses, die auf ihre reduzierte Größe an dem Auslaß der Matrize zusammengedrückt wird, kann beträchtlich, z. B. von etwa 2: 1 bis 5:1,mitgeeignetenAbwandlungeainderMatrizenkontur variieren. Die Benutzung von einem oder mehr Flügeln in Verbindung mit all den vorhergehenden Variablen und den möglichen variierten Anbringungen derselben macht es, alles zusammengenommen, möglich, die Stangen zu bilden, die die gewünschten vorher beschriebenen Merkmale zur Verwendung in neutronischen Reaktoren aufweisen und sind in der vorliegenden Erfindung als benutzt in Erwägung gezogen.From the foregoing description and examples, it should be recognized that wide variation in processing conditions, starting materials, and device characteristics is possible and contemplated when practicing the invention. For example, resins or suitable hydrocarbon binders can be used as well as pitch. The amount of binders used and the particle sizes of types of the initial carbonaceous flakes can all be varied. For example, the used quantity of pitch, when it is used as a binder, will generally vary from about 30 to about 45 parts per 100 parts of carbonaceous material. The pressures and temperatures used can be varied widely. The ratio of the size of the inlet compressed to its reduced size at the outlet of the die can be considerable, e.g. From about 2: 1 to 5: 1, with suitable modifications in the die contour. The use of one or more blades in conjunction with all of the foregoing variables and the possible varied attachments thereof makes it possible, all taken together, to form the rods which have the desired features previously described for use in neutronic reactors and are herein Invention considered used.

Claims

Claims: 1. Auspreßmatrize for an extrusion press with rectangular. Inlet and outlet openings, of which, due to two parallel walls, one dimension is essentially the same while the other dimension of the inlet perpendicular to it, due to two walls converging towards the outlet, bears a multiple of the corresponding dimension of the outlet, and with one or or sashes several arranged in the inlet of the mouthpiece distributing blades, in particular for squeezing carboniferous electrode - or core material for nuclear reactors in order to achieve anisotropic properties of this material, d a - characterized by, that the opening ratio between inlet and outlet is between 2 and 5 lies and the blade-like wing or wings of the distributor segment or distributor segments (8) is or are arranged perpendicular to the plane of the parallel walls.

2. Auspreßmatrize -according to claim 1, characterized in that at least one blade-like wing (8) is arranged in the vicinity of the inlet (2) and between -the parallel walls (4, 5) thereof extends. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 572 702, 624 494; German interpretative document No. 1039 670.