CH281692A - Process for preparing carbon pastes which can be used for making electrodes. - Google Patents

Process for preparing carbon pastes which can be used for making electrodes.

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CH281692A
CH281692A CH281692DA CH281692A CH 281692 A CH281692 A CH 281692A CH 281692D A CH281692D A CH 281692DA CH 281692 A CH281692 A CH 281692A
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Compagnie De Produits Ch Alais
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Electrometallurgiques Alais Co
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/04Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon

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  • Inert Electrodes (AREA)

Description

  

  Procédé de préparation de pâtes au carbone, utilisables pour la confection d'électrodes.    On utilise, dans l'industrie et en particu  lier dans les fabrications     éleetrotheriniques    ou  électrolytiques, des électrodes d'amenée de  courant en carbone aggloméré. On confec  tionne parfois également en carbone     agglo-          iiiéré    les revêtements intérieurs des Tours et  des cellules d'électrolyse.  



  Ces     a---loinérés    de carbone sont fabriqués  <B>à</B> partir de pâtes composées de poussières de  carbone mélangées avec un liant, puis mises  en forme par moulage. Certains agglomérés  sont cuits dans des fours spéciaux avant leur  utilisation dans les fabrications     électrother-          miques    ou dans, les cellules d'électrolyse, par  fois même cette cuisson est poussée jusqu'à la       graphitation    de l'aggloméré.<B>Il.</B> arrive égale  ment     que    les agglomérés de carbone soient  cuits dans le four     électrothermique    ou la cel  lule d'électrolyse au cours même de son fonc  tionnement,

   comme par exemple les électrodes       continues        Mais,        quelle        dites        S5derberg        que        soit        *        leur        utilisation,        la     qualité des agglomérés dépend essentielle  ment de la qualité des pâtes au carbone qui  ont servi<B>à</B> les préparer.  



  On sait qu'en plus du choix de la     constî-          tution        -ranalométrique    du produit carboné  et du type de liant, le mouillage complet de la       sui-face        des    grains du produit carboné, venant  en contact avec le liant -utilisé, est important  pour obtenir<B>à</B> partir de ces pâtes des     élee-          trodes    possédant les meilleures propriétés,    C'est seulement lorsque les grains sont     coin-          plètement    mouillés par le liant que l'on arrive  <B>à</B> la liaison la plus intime dans la pâte et  qu'on peut éviter ainsi les pertes mécaniques  qui se produisent,

  <B>à</B> l'usage, avec les pâtes  ayant une liaison insuffisante. On sait égale  ment que, pour obtenir un mouillage aussi  bon que possible de la matière carbonée sèche  par le liant, la matière carbonée (qui est<B>gé-</B>  néralement constituée par des mélanges de  grains de grosseurs différentes) est intro  duite en totalité dans un mélangeur, puis est  chauffée<B>à</B> une température déterminée, le  liant est ensuite introduit et l'on effectue  l'opération de mélange en la prolongeant jus  qu'à obtention d'une masse homogène.  



  Ce procédé, qui est universellement  adopté, présente un certain nombre d'incon  vénients.  



  Les grains les plus fins donnent avec le  liant une suspension stable, qui obéit aux lois  des liquides non homogènes, suspension dans  laquelle les grains fins constituent la phase  dispersée.<B>A</B> mesure que la concentration des  fines augmente dans la suspension, la visco  sité de cette dernière augmente également, de  sorte que, pour une concentration appropriée  des fines dans la suspension, la viscosité de  la suspension est un multiple de celle du brai.

    Dans l'opération de mélange de matières car  bonées, possédant des grosseurs de grains  différentes, avec le liant, la suspension des      fines dans le liant atteint une viscosité telle  ment élevée qu'elle ne peut plus mouiller la  surface totale des grains et qu'elle ne peut,  remplir que partiellement ou même pas du  tout les pores.<B>A</B> ceci s'ajoute le fait     que    les  pores des grains sont remplis d'avance par les  grains fins, ce qui empêche la pénétration du  brai oui de la suspension     fines-brai.    Ceci seuil  peut être une cause de la formation, dans la  masse, d'amas de grains     qui    ne sont pas du  tout, mouillés.

   Une telle pâte ne présente pas  une liaison aussi intime que possible et ne  donnera pas, après cuisson, des pièces     mon-          lées    possédant les meilleures propriétés.<B>lie</B>  mouillage incomplet des surfaces des grains,  ou la présence de grains qui ne sont pas  mouillés du tout, provoque des pertes     que     l'on observe lors de     lutilisation    d'électrodes  fabriquées<B>à</B> partir     dei    telles masses, pertes appe  lées  formations de poussières de charbon .  



  La présente invention permet d'éviter ces  inconvénients. Le procédé de fabrication de  pâtes au carbone     qui    en lait l'objet est ca  ractérisé en ce qu'on sépare une matière car  bonée en deux fractions, l'une plus grossière  et l'autre plus fine, on mélange d'abord une  partie     a-Li    moins     du    liant avec la fraction la  plus grossière, en opérant de façon que tous  les     -rains    soient bien mouillés par ce liant,  on ajoute ensuite la fraction de la matière       carbonéé    la plus fine et on continue de     mé-          la        nger    jusqu'à obtention d'une masse homogène.  



  La matière carbonée utilisée peut varier  suivant la qualité de pâte que l'on veut, obte  nir, le coke de pétrole et le coke de brai,     qui     sont utilisés pour fabriquer les électrodes de  grande pureté, donnent, après broyage, des  grains dont les pores peuvent, atteindre des  dimensions relativement élevées, par exemple  <B>0,3</B> mm et, même plus.     Éorsqu'on    fabrique  avec ces cokes de la pâte au carbone par le  procédé suivant l'invention, la séparation de  la poussière en deux fractions est réalisée de       faeon    que les grains les plus petits de la frac  tion grossière aient la même dimension     que    les  pores des grains les plus gros.

   Au contraire,  si on -utilise, comme matière carbonée, du  coke métallurgique ou de l'anthracite, qui    donnent, après broyage, des grains dont les  pores sont très petits, on réalise la séparation  de la poussière en deux fractions de     fu-on     que les grains les plus petits de la fraction  grossière aient une dimension de 0,2 mm; car  lorsqu'on dépasse cette limite minimum, la sus  pension, qui se forme avec les grains lors de  l'opération de mélange, possède une viscosité  telle qu'elle n'assurerait pas un mouillage  complet des grains.

   Les fines ajoutées après  coup saturent le liant en formant une sus  pension, et il se produit ainsi     -une    pâte dans  laquelle les pores des grains et les espa  ces entre les grains sont complètement  remplis et dans laquelle la surface de  tous     Jes    grains est complètement mouil  lée. On obtient de cette     faeon    une pâte  liée aussi intimement     que    possible et ayant  la structure la plus régulière possible, qui  donne, après cuisson, une pièce moulée ayant  les propriétés optima.  



  La fraction grossière de la poussière de  carbone peut également être mouillée, d'abord,  avec une partie seulement de la quantité     né-          eessaire    de liant, le reste du liant étant  ajouté ensuite avec la fraction de poussière  plus fine. Le liant peut être ajouté<B>à</B> l'état  liquide; le mélange est alors plus rapide,  mais on peut l'ajouter aussi<B>à</B> l'état solide;  c'est parfois le cas, par exemple, pour le brai  sec; le mouillage des grains ne peut être réa  lisé qu'après     fluidification    du brai par la cha  leur.  



  Dans l'obtention d'une pâte pour     élee-          trodes,    en utilisant le procédé suivant     Finven-          tion,    on constate que, pour obtenir     -une    pâte  bien fluide, il faut d'ordinaire ajouter<B>1 à</B>  <B>3</B>     1/o    de plus<B>de</B> liant (par exemple de brai)  que     lorsqu#on    opère par la méthode habituelle  de mélange simultané de l'ensemble des  grains avec le liant.  



  On ne peut l'expliquer que par le fait  que, lorsqu'on traite de la     faeon    habituelle  l'ensemble des grains par le liant (par     e-.,.em-          ple    le brai), la surface totale de tous les  grains n'est pas mouillée par le liant, alors  qu'elle est beaucoup mieux mouillée dans le  procédé selon l'invention.

        <I>Exemple I:</I>  lia matière carbonée, nécessaire<B>à</B> la     fabri-    grains, ayant par exemple la constitution     ci-          c          eation    de pâte     S5derberg,    est du coke en après:

    
EMI0003.0006     
  
    <B>3-5</B> <SEP> mm <SEP> <B>2-3 <SEP> mm</B> <SEP> 1-2 <SEP> mm <SEP> 0,2-1 <SEP> mm <SEP> <B>0,075-0,2</B> <SEP> mm <SEP> <B>0-0,075</B> <SEP> mm
<tb>  <B>1,71/0 <SEP> 1,81/0</B> <SEP> 8,21/o <SEP> 31,21/o <SEP> <B>10,5</B> <SEP> % <SEP> 46,61)/o       La     pate        Sëderberg,    fabriquée<B>à</B> partir  de matière en grains présentant cette consti  tution par l'opération habituelle de mélange,  doit avoir une teneur en brai de<B>28</B>     1/o    pour  avoir une bonne fluidité.  



  lie mélange des grains est traité,     eonfor-          niément   <B>à</B> la présente invention, avec le liant  (dans le cas considéré le brai dur, c'est-à-dire  du brai dont la température de ramollisse  ment, mesurée par la méthode     Kramer,        Sar-          now    atteint<B>700 C)</B> de la façon suivante:

   On  mélange tout d'abord les grains, d'une gros  seur de 0,2<B>à 5</B> mm, avec du brai dur     jusquà     ce que les pores des grains soient remplis et  
EMI0003.0016     
  
    Electrode <SEP> obtenue <SEP> Electrode <SEP> obtenue
<tb>  en <SEP> partant <SEP> d'une <SEP> en <SEP> partant <SEP> d'une
<tb>  pâte <SEP> préparée <SEP> par <SEP> pâte <SEP> préparée
<tb>  Popération <SEP> habi- <SEP> conformément
<tb>  tuelle <SEP> de <SEP> mélange <SEP> <B>à</B> <SEP> l'invention
<tb>  Densité <SEP> apparente <SEP> 1,42 <SEP> <B>1,36</B>
<tb>  Porosité <SEP> <B>/0 <SEP> 25,3</B> <SEP> 28,

  4
<tb>  Résistance <SEP> en <SEP> ohms <SEP> <U>MM2</U> <SEP> 84 <SEP> <B>59</B>
<tb>  <B>m</B>
<tb>  Résistance <SEP> <B>à</B> <SEP> la
<tb>  compression <SEP> en <SEP> <B>kg/CM2 <SEP> 268 <SEP> 290</B>       Au lieu d'ajouter le liant (par exemple  le brai)<B>à</B> l'état liquide<B>à</B> la matière carbonée  en grains, on peut ajouter ce liant<B>à</B> l'état  solide. Dans ce cas, on mélange d'abord les  grains de 0,2 mm<B>à 5</B> mm avec le liant<B>à</B> l'état  solide, on chauffe, pendant cette opération de  mélange, jusqu'à ce que le liant devienne  fluide, et, seulement après mouillage complet  de ces grains grossiers par le liant, on ajoute  la matière carbonée dont les grains sont plus  petits que 0,2 mm, et on continue<B>à</B> mélanger  le tout     jusquà    obtention de la plus forte ho  mogénéité du mélange.  



  <I>Exemple II:</I>  Les électrodes préalablement cuites,     titi-          lisées    dans la fabrication électrolytique de    que la surface de tous les grains soit mouil  lée. On ajoute ensuite les grains ayant des  dimensions inférieures<B>à,</B> 0,2 mm, et on con  tinue<B>à</B> mélanger jusqu'à obtention     Wune     masse homogène. La pâte     fflerberg    obtenue  de cette façon doit, pour avoir une bonne  fluidité, contenir<B>29,5</B> % de brai, c'est-à-dire  <B>1,5</B> % de     pl-Lis    que dans l'opération habituelle  de mélange.  



  On obtient de cette manière une pâte     S5-          derberg    qui, après cuisson, possède les pro  priétés ci-après comparativement<B>à</B> celles  d'une pâte obtenue par l'opération habituelle  de mélange.         Falaminium,    peuvent être fabriquées<B>à</B> l'aide  d'une pâte au carbone<B>à</B> base de coke de<B>pé-</B>  trole, dont la grosseur des pores atteint en  chiffres ronds<B>0,3</B> mm avec la composition       granulométrique    suivante:

    
EMI0003.0027     
  
    <B>3,33 <SEP> -2,76</B> <SEP> mm: <SEP> <B>-</B> <SEP> 7%
<tb>  <B>2,76 <SEP> -1,77</B> <SEP> mm: <SEP> <B>9</B> <SEP> %
<tb>  <B>1,77 <SEP> -0,76</B> <SEP> mm: <SEP> 161/o
<tb>  <B>0,76 <SEP> -0,29</B> <SEP> mm: <SEP> 151/o
<tb>  <B>0,29 <SEP> -0,16</B> <SEP> mm: <SEP> <B>13</B> <SEP> 1/o
<tb>  <B>0,16 <SEP> -0,075</B> <SEP> min: <SEP> 171/o
<tb>  <B>0,075-0</B> <SEP> mm: <SEP> 23%       Conformément<B>à</B> l'invention, on humecte  d'abord les grains de<B>3,33</B> mm<B>à 0,29</B> mm avec  le liant,     du    brai dur par exemple, on ajoute      ensuite le reste de la poussière de carbone,  (grains de     0-0,'29    mm). On mélange intime  ment et on moule la masse sous pression.

   On  obtient ainsi, après cuisson, une électrode  
EMI0004.0002     
  
    Electrode <SEP> obtenue <SEP> Electrode <SEP> obtenue <SEP> <B>à</B>
<tb>  <B>à</B> <SEP> partir <SEP> d'une <SEP> pâte <SEP> partir <SEP> d'une <SEP> pâte <SEP> pré  préparée <SEP> d'après <SEP> parée <SEP> conformément
<tb>  <U>le <SEP> procédé</U> <SEP> habituel <SEP> <B>à</B> <SEP> l'invention
<tb>  Rêsistivité <SEP> en <SEP> ohms <SEP> m1112 <SEP> <B>73)</B> <SEP> 54.
<tb>  <B>ni</B>
<tb>  Résistance <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> compression <SEP> en <SEP> kg/cmî <SEP> 245 <SEP> <B>315</B>       <I>Exemple III:

  </I>  La pâte utilisée pour le revêtement     int6-          rieur    des fours est constituée, par exemple,  par un mélange de<B>25</B> % d'anthracite et-,<B>75</B>     11/o     de coke métallurgique, ayant la composition       01raindométrique    suivante-.

    
EMI0004.0007     
  
    5,54 <SEP> <B>-2,67</B> <SEP> mm: <SEP> <B>3</B> <SEP> %
<tb>  <B>2,67 <SEP> -1,77</B> <SEP> mm. <SEP> 61/o
<tb>  <B>1,77 <SEP> -0,99</B> <SEP> mm: <SEP> <B>5</B> <SEP> %
<tb>  <B>0,99</B> <SEP> -0,45 <SEP> mm: <SEP> <B>9-1</B> <SEP> %
<tb>  0,45 <SEP> <B>-0,19</B> <SEP> mm: <SEP> 21 <SEP> 1/o
<tb>  <B>0,19 <SEP> -0,075</B> <SEP> mm: <SEP> <B>230/0</B>
<tb>  <B>0,075-0</B> <SEP> mm: <SEP> 21 <SEP> 1/o       L'anthracite n'est. pas poreux et les pores  du coke métallurgique sont inférieures<B>à</B>  0,2 mm.  



  Conformément<B>à</B> l'invention, on mouille  d'abord les grains de 5,54<B>à 0,19</B> mm avec le  liant, du brai     mou    par exemple (c'est-à-dire  du brai dont la température de ramollisse  ment est comprise entre 40 et     501,   <B>C),</B> puis on  ajoute les grains de     0-0,19    mm et on mé  lange intimement.  



       Exeni,ple   <I>IV:</I>  Les pâtes d'électrodes pour fabrications       électrothermiq    Lies peuvent être, constituées  
EMI0004.0013     
  
    Electrode <SEP> obtenue <SEP> Electrode <SEP> obtenue <SEP> <B>à</B>
<tb>  <B>à</B> <SEP> partir <SEP> d'une <SEP> pâte <SEP> partir <SEP> d'une <SEP> pàte <SEP> pré  préparée <SEP> d'après <SEP> parée <SEP> conformément
<tb>  <U>le <SEP> procédé,</U> <SEP> habituel <SEP> <B>à</B> <SEP> l'invention
<tb>  Résistivité <SEP> en <SEP> ohms <SEP> MM2 <SEP> <B>61 <SEP> 51</B>
<tb>  <B>M</B>
<tb>  Résistance <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> compression <SEP> kg/ci-n2 <SEP> <B>9 <SEP> 5 <SEP> 375</B>       dont les caractéristiques,

   comparées<B>à</B> celles  d'une autre électrode fabriquée<B>à</B>     Faide    dune  pâte préparée par le procédé de malaxage  connu, sont les suivantes:    par     un    mélange de<B>70</B>     û/0    d'anthracite et<B>30 0/0</B>  de coke métallurgique, de la composition     gra-          nulométrique    suivante:

    
EMI0004.0019     
  
    25,4 <SEP> <B>-11,9</B> <SEP> iiini: <SEP> <B>6</B> <SEP> %
<tb>  <B>11,9 <SEP> -</B> <SEP> 5,54 <SEP> mm <SEP> <B>- <SEP> 7</B> <SEP> %
<tb>  5,54- <SEP> <B>2, <SEP> 6 <SEP> 7</B> <SEP> mm: <SEP> 171/o
<tb>  <B><U>2,67-</U> <SEP> 1,77</B> <SEP> in <SEP> in <SEP> <B>- <SEP> 5</B> <SEP> %
<tb>  <B>1,77- <SEP> 0,99</B> <SEP> mm: <SEP> 411/o
<tb>  <B>0,99-</B> <SEP> 0,45 <SEP> mm. <SEP> 41/o
<tb>  0,45- <SEP> <B>0,19</B> <SEP> mm: <SEP> <B>##'</B> <SEP> 1/o
<tb>  <B>0,19- <SEP> 0,09</B> <SEP> mm:

   <SEP> 2211/o
<tb>  <B>0,09- <SEP> 0</B> <SEP> mm <SEP> <B>-</B> <SEP> 9-7%       L'anthracite n'est pas poreux, le coke mé  tallurgique constitue les     arains    fins, plus     pe-          n        #1          tits    que<B>0,16</B> mm. Les<U>grains</U> de charbon sont  donc pratiquement exempts de pores. Confor  mément<B>à</B> l'invention, on mouille d'abord les  grains de 25,4<B>à 0,19</B>     mm   <B>à</B> l'aide du liant,  par exemple un mélange de brai dur et de  goudron de houille, puis on ajoute les grains  de     0-0,19    mm et on mélange intimement.

    On obtient ainsi une pâte d'électrode, qui,  après moulage et cuisson, donne les résultats  comparatifs suivants:      <I>Exemple</I>     V:       La pâte de carbone pour électrode     graphi-          te,e    est constituée, par exemple, par du coke    de pétrole avant la composition     grantiloniétri-          que    suivante:

    
EMI0005.0006     
  
    <B>1,30 <SEP> -0,621</B> <SEP> min. <SEP> 2211/o
<tb>  <B>0,62 <SEP> -0,29</B> <SEP> -min: <SEP> 21 <SEP> %
<tb>  <B>0,229 <SEP> -0,16</B> <SEP> min: <SEP> <B>7 <SEP> 1/o</B>
<tb>  <B>0,16 <SEP> -0,10</B> <SEP> mm: <SEP> <B>1.8 <SEP> 0/9</B>
<tb>  <B>0,10 <SEP> -0,075</B> <SEP> mm: <SEP> 4%
<tb>  <B>0,075-0,058</B> <SEP> mm <SEP> <B>-</B> <SEP> 41/o
<tb>  <B>0,058-0,050</B> <SEP> mm: <SEP> 4%
<tb>  <B>0,050-0</B> <SEP> mm <SEP> <B>:</B> <SEP> 2011/o       La grosseur des pores atteint en chiffres  ronds<B>0,3</B> min. Conformément<B>à</B> l'invention,  on mouille d'abord les grains de<B>1,3 à</B> 0,29 mm  avec le liant, par exemple du brai dur, puis    on ajoute les grains de<B>0-0,29</B> mm et on     mé-          #I     lange intimement.

   On obtient ainsi     -une    pâte  d'électrode donnant les résultats comparatifs  suivants:  
EMI0005.0010     
  
    Pàte <SEP> fabriquée <SEP> Pàte <SEP> fabriquée
<tb>  d'après <SEP> le <SEP> procédé <SEP> conformément
<tb>  habituel <SEP> <B>à</B> <SEP> Vinvention
<tb>  Densité <SEP> apparente <SEP> <B>1,675 <SEP> 1,-118</B>



  Process for preparing carbon pastes which can be used for making electrodes. Agglomerated carbon current feed electrodes are used in industry and in particular in thermo-thermal or electrolytic manufacturing. The internal linings of towers and electrolysis cells are sometimes also made from agglomerated carbon.



  These carbon a --- farers are made <B> to </B> from pastes composed of carbon dust mixed with a binder, then shaped by molding. Certain agglomerates are fired in special ovens before their use in electrothermal manufacturing or in electrolysis cells, sometimes even this firing is pushed to the graphitation of the agglomerate. <B> II. </ B> it also happens that the carbon agglomerates are fired in the electrothermal furnace or the electrolysis cell during its operation,

   as for example the continuous electrodes But, what S5derberg say * their use, the quality of the agglomerates depends essentially on the quality of the carbon pastes which were used <B> in </B> to prepare them.



  It is known that in addition to the choice of the -ranalometric constitution of the carbonaceous product and of the type of binder, the complete wetting of the surface of the grains of the carbonaceous product, coming into contact with the binder -used, is important for obtain <B> to </B> from these pastes electrodes having the best properties. It is only when the grains are wetted completely by the binder that one arrives <B> to </B> the most intimate bond in the dough and that the mechanical losses which occur can thus be avoided,

  <B> to </B> use, with pastes having insufficient binding. It is also known that, in order to obtain as good a wetting as possible of the dry carbonaceous material by the binder, the carbonaceous material (which is <B> generally </B> constituted by mixtures of grains of different sizes) is introduced entirely into a mixer, then heated <B> to </B> a determined temperature, the binder is then introduced and the mixing operation is carried out, prolonging it until a mass is obtained homogeneous.



  This method, which is universally adopted, has a number of drawbacks.



  The finer grains together with the binder give a stable suspension, which obeys the laws of non-homogeneous liquids, a suspension in which the fine grains constitute the dispersed phase. <B> A </B> as the concentration of fines increases in the suspension, the viscosity of the latter also increases, so that, for an appropriate concentration of fines in the suspension, the viscosity of the suspension is a multiple of that of the pitch.

    In the operation of mixing materials because they are good, having different grain sizes, with the binder, the suspension of fines in the binder reaches such a high viscosity that it can no longer wet the total surface of the grains and that it can only partially or not at all fill the pores. <B> A </B> this is in addition to the fact that the pores of the grains are filled in advance by the fine grains, which prevents the penetration of the pitch yes of the fine-pitch suspension. This threshold can be a cause of the formation, in the mass, of clusters of grains which are not at all, wet.

   Such a paste does not present as intimate a bond as possible and will not give, after baking, assembled pieces having the best properties. <B> binds </B> incomplete wetting of the grain surfaces, or the presence of grains which are not wetted at all, causes losses which are observed when using electrodes made <B> from </B> such masses, losses known as coal dust formation.



  The present invention makes it possible to avoid these drawbacks. The process of manufacturing carbon pastes which milk the object is characterized in that one separates a material because it is good into two fractions, one coarser and the other finer, one first mixes a part a-Li minus the binder with the coarser fraction, operating in such a way that all the grains are well wetted by this binder, the fraction of the finest carbonaceous material is then added and one continues to mix it until 'to obtain a homogeneous mass.



  The carbonaceous material used can vary depending on the quality of pulp that is desired, the petroleum coke and the pitch coke, which are used to manufacture the high purity electrodes, give, after grinding, grains whose pores can reach relatively large dimensions, for example <B> 0.3 </B> mm and even more. When making carbon paste with these cokes by the process according to the invention, the separation of the dust into two fractions is carried out so that the smallest grains of the coarse fraction have the same size as the pores. of the largest grains.

   On the contrary, if metallurgical coke or anthracite is used as carbonaceous material, which gives, after grinding, grains whose pores are very small, the dust is separated into two fractions of fu-on that the smallest grains of the coarse fraction have a dimension of 0.2 mm; because when this minimum limit is exceeded, the suspension, which forms with the grains during the mixing operation, has a viscosity such that it would not ensure complete wetting of the grains.

   The fines added afterwards saturate the binder forming a suspension, and there is thus produced a paste in which the pores of the grains and the spaces between the grains are completely filled and in which the surface of all the grains is completely wet. lée. In this way, a paste is obtained which is as intimately bound as possible and having the most regular structure possible, which gives, after baking, a molded part having the optimum properties.



  The coarse fraction of the carbon dust can also be wetted, first, with only a part of the necessary amount of binder, the rest of the binder then being added with the finer dust fraction. The binder can be added <B> in </B> the liquid state; the mixing is then faster, but we can also add it <B> to </B> the solid state; this is sometimes the case, for example, for dry pitch; the wetting of the grains can only be carried out after fluidization of the pitch by the heat.



  In obtaining a paste for electrodes, using the process according to the invention, it is found that, in order to obtain a well-fluid paste, it is usually necessary to add <B> 1 to </B> < B> 3 </B> 1 / o more <B> </B> binder (eg pitch) than when operating by the usual method of simultaneous mixing of all the grains with the binder.



  It can only be explained by the fact that, when we treat all the grains by the binder in the usual way (by e -.,. Embed the pitch), the total surface area of all the grains n 'is not wetted by the binder, whereas it is much better wetted in the process according to the invention.

        <I> Example I: </I> The carbonaceous material necessary <B> for </B> the manufacture, having for example the constitution of S5derberg pulp, is coke as follows:

    
EMI0003.0006
  
    <B> 3-5 </B> <SEP> mm <SEP> <B> 2-3 <SEP> mm </B> <SEP> 1-2 <SEP> mm <SEP> 0.2-1 < SEP> mm <SEP> <B> 0.075-0.2 </B> <SEP> mm <SEP> <B> 0-0.075 </B> <SEP> mm
<tb> <B> 1.71 / 0 <SEP> 1.81 / 0 </B> <SEP> 8.21 / o <SEP> 31.21 / o <SEP> <B> 10.5 </ B> <SEP>% <SEP> 46,61) / o The Sëderberg paste, made <B> from </B> from granular material having this constitution by the usual mixing operation, must have a content of <B> 28 </B> 1 / o pitch for good fluidity.



  The mixture of grains is treated, in accordance <B> to </B> the present invention, with the binder (in the case considered the hard pitch, that is to say pitch whose softening temperature, measured by the Kramer method, Sar- now reaches <B> 700 C) </B> as follows:

   The grains, 0.2 <B> to 5 </B> mm thick, are first mixed with hard pitch until the pores of the grains are filled and
EMI0003.0016
  
    Electrode <SEP> obtained <SEP> Electrode <SEP> obtained
<tb> in <SEP> starting <SEP> of a <SEP> in <SEP> starting <SEP> of a
<tb> dough <SEP> prepared <SEP> by <SEP> dough <SEP> prepared
<tb> Operation <SEP> habi- <SEP> in accordance with
<tb> tuelle <SEP> of <SEP> mixture <SEP> <B> to </B> <SEP> the invention
<tb> Apparent <SEP> density <SEP> 1.42 <SEP> <B> 1.36 </B>
<tb> Porosity <SEP> <B> / 0 <SEP> 25.3 </B> <SEP> 28,

  4
<tb> Resistance <SEP> in <SEP> ohms <SEP> <U> MM2 </U> <SEP> 84 <SEP> <B> 59 </B>
<tb> <B> m </B>
<tb> Resistance <SEP> <B> to </B> <SEP> the
<tb> compression <SEP> in <SEP> <B> kg / CM2 <SEP> 268 <SEP> 290 </B> Instead of adding the binder (eg pitch) <B> to </B> the liquid state <B> to </B> the carbonaceous material in grains, one can add this binder <B> to </B> the solid state. In this case, we first mix the grains of 0.2 mm <B> to 5 </B> mm with the binder <B> in </B> the solid state, we heat, during this mixing operation , until the binder becomes fluid, and, only after complete wetting of these coarse grains by the binder, one adds the carbonaceous material whose grains are smaller than 0.2 mm, and one continues <B> to < / B> mix everything together until the highest homogeneity of the mixture is obtained.



  <I> Example II: </I> The previously fired electrodes, titilized in the electrolytic manufacture so that the surface of all the grains is wetted. The grains having dimensions less than <B> than, </B> 0.2 mm are then added, and mixing is continued <B> to </B> until a homogeneous mass is obtained. The fflerberg paste obtained in this way must, in order to have good fluidity, contain <B> 29.5 </B>% pitch, that is to say <B> 1.5 </B>% pl -Read that in the usual mixing operation.



  In this way, a S5-derberg dough is obtained which, after cooking, has the following properties compared to <B> to </B> those of a dough obtained by the usual mixing operation. Falaminium, can be made <B> with </B> using a <B> to </B> carbon paste made from <B> petroleum coke </B>, whose pore size reached in round figures <B> 0.3 </B> mm with the following particle size composition:

    
EMI0003.0027
  
    <B> 3.33 <SEP> -2.76 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> - </B> <SEP> 7%
<tb> <B> 2.76 <SEP> -1.77 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> 9 </B> <SEP>%
<tb> <B> 1.77 <SEP> -0.76 </B> <SEP> mm: <SEP> 161 / o
<tb> <B> 0.76 <SEP> -0.29 </B> <SEP> mm: <SEP> 151 / o
<tb> <B> 0.29 <SEP> -0.16 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> 13 </B> <SEP> 1 / o
<tb> <B> 0.16 <SEP> -0.075 </B> <SEP> min: <SEP> 171 / o
<tb> <B> 0.075-0 </B> <SEP> mm: <SEP> 23% In accordance with <B> to </B> the invention, the grains are first moistened with <B> 3.33 </B> mm <B> to 0.29 </B> mm with the binder, hard pitch for example, the rest of the carbon dust is then added (grains of 0-0, '29 mm). The mass is mixed thoroughly and molded under pressure.

   One thus obtains, after firing, an electrode
EMI0004.0002
  
    Electrode <SEP> obtained <SEP> Electrode <SEP> obtained <SEP> <B> to </B>
<tb> <B> to </B> <SEP> starting <SEP> of a <SEP> paste <SEP> starting <SEP> of a <SEP> paste <SEP> pre-prepared <SEP> according to <SEP> trimmed <SEP> in accordance
<tb> <U> the <SEP> method </U> <SEP> usual <SEP> <B> to </B> <SEP> the invention
<tb> Resistivity <SEP> in <SEP> ohms <SEP> m1112 <SEP> <B> 73) </B> <SEP> 54.
<tb> <B> ni </B>
<tb> Resistance <SEP> <B> to </B> <SEP> the <SEP> compression <SEP> in <SEP> kg / cmî <SEP> 245 <SEP> <B> 315 </B> <I > Example III:

  </I> The paste used for the interior lining of the ovens consists, for example, of a mixture of <B> 25 </B>% anthracite and-, <B> 75 </B> 11 / o of metallurgical coke, having the following 01raindometric composition.

    
EMI0004.0007
  
    5.54 <SEP> <B> -2.67 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> 3 </B> <SEP>%
<tb> <B> 2.67 <SEP> -1.77 </B> <SEP> mm. <SEP> 61 / o
<tb> <B> 1.77 <SEP> -0.99 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> 5 </B> <SEP>%
<tb> <B> 0.99 </B> <SEP> -0.45 <SEP> mm: <SEP> <B> 9-1 </B> <SEP>%
<tb> 0.45 <SEP> <B> -0.19 </B> <SEP> mm: <SEP> 21 <SEP> 1 / o
<tb> <B> 0.19 <SEP> -0.075 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> 230/0 </B>
<tb> <B> 0,075-0 </B> <SEP> mm: <SEP> 21 <SEP> 1 / o Anthracite is not. not porous and the pores of the metallurgical coke are less than <B> </B> 0.2 mm.



  In accordance <B> to </B> the invention, the grains of 5.54 <B> to 0.19 </B> mm are first wetted with the binder, soft pitch for example (i.e. that is to say pitch whose softening temperature is between 40 and 501, <B> C), </B> then the grains of 0-0.19 mm are added and mixed thoroughly.



       Exeni, ple <I> IV: </I> Electrode pastes for electrothermal manufacturing Lies can be,
EMI0004.0013
  
    Electrode <SEP> obtained <SEP> Electrode <SEP> obtained <SEP> <B> to </B>
<tb> <B> to </B> <SEP> starting <SEP> of a <SEP> dough <SEP> starting <SEP> of a <SEP> dough <SEP> pre-prepared <SEP> according to <SEP> trimmed <SEP> in accordance
<tb> <U> the <SEP> method, </U> <SEP> usual <SEP> <B> to </B> <SEP> the invention
<tb> Resistivity <SEP> in <SEP> ohms <SEP> MM2 <SEP> <B> 61 <SEP> 51 </B>
<tb> <B> M </B>
<tb> Resistance <SEP> <B> at </B> <SEP> the <SEP> compression <SEP> kg / ci-n2 <SEP> <B> 9 <SEP> 5 <SEP> 375 </B> whose characteristics,

   compared <B> with </B> those of another electrode produced <B> with </B> using a paste prepared by the known kneading process, are as follows: by a mixture of <B> 70 </ B > û / 0 anthracite and <B> 30 0/0 </B> metallurgical coke, of the following granulometric composition:

    
EMI0004.0019
  
    25.4 <SEP> <B> -11.9 </B> <SEP> iiini: <SEP> <B> 6 </B> <SEP>%
<tb> <B> 11.9 <SEP> - </B> <SEP> 5.54 <SEP> mm <SEP> <B> - <SEP> 7 </B> <SEP>%
<tb> 5.54- <SEP> <B> 2, <SEP> 6 <SEP> 7 </B> <SEP> mm: <SEP> 171 / o
<tb> <B> <U> 2.67- </U> <SEP> 1.77 </B> <SEP> in <SEP> in <SEP> <B> - <SEP> 5 </B> <SEP>%
<tb> <B> 1.77- <SEP> 0.99 </B> <SEP> mm: <SEP> 411 / o
<tb> <B> 0.99- </B> <SEP> 0.45 <SEP> mm. <SEP> 41 / o
<tb> 0.45- <SEP> <B> 0.19 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> ## '</B> <SEP> 1 / o
<tb> <B> 0.19- <SEP> 0.09 </B> <SEP> mm:

   <SEP> 2211 / o
<tb> <B> 0.09- <SEP> 0 </B> <SEP> mm <SEP> <B> - </B> <SEP> 9-7% Anthracite is not porous, Metallurgical coke constitutes the fine arains, smaller # 1 than <B> 0.16 </B> mm. The <U> grains </U> of charcoal are therefore practically free of pores. In accordance with <B> to </B> the invention, the grains of 25.4 <B> to 0.19 </B> mm <B> </B> are first wetted using the binder , for example a mixture of hard pitch and coal tar, then the grains of 0-0.19 mm are added and mixed thoroughly.

    An electrode paste is thus obtained which, after molding and baking, gives the following comparative results: <I> Example </I> V: The carbon paste for graphite electrode, e consists, for example, of petroleum coke before the following grantilonietrical composition:

    
EMI0005.0006
  
    <B> 1.30 <SEP> -0.621 </B> <SEP> min. <SEP> 2211 / o
<tb> <B> 0.62 <SEP> -0.29 </B> <SEP> -min: <SEP> 21 <SEP>%
<tb> <B> 0.229 <SEP> -0.16 </B> <SEP> min: <SEP> <B> 7 <SEP> 1 / o </B>
<tb> <B> 0.16 <SEP> -0.10 </B> <SEP> mm: <SEP> <B> 1.8 <SEP> 0/9 </B>
<tb> <B> 0.10 <SEP> -0.075 </B> <SEP> mm: <SEP> 4%
<tb> <B> 0,075-0,058 </B> <SEP> mm <SEP> <B> - </B> <SEP> 41 / o
<tb> <B> 0.058-0.050 </B> <SEP> mm: <SEP> 4%
<tb> <B> 0.050-0 </B> <SEP> mm <SEP> <B>: </B> <SEP> 2011 / o Pore size is in round numbers <B> 0.3 </ B> min. In accordance with <B> to </B> the invention, the grains of <B> 1.3 to </B> 0.29 mm are first wetted with the binder, for example hard pitch, then the grains of <B> 0-0.29 </B> mm and we mix thoroughly.

   This gives an electrode paste giving the following comparative results:
EMI0005.0010
  
    Dough <SEP> manufactured <SEP> Dough <SEP> manufactured
<tb> according to <SEP> the <SEP> process <SEP> according to
<tb> usual <SEP> <B> to </B> <SEP> Vinvention
<tb> Apparent <SEP> density <SEP> <B> 1.675 <SEP> 1, -118 </B>

 

Claims (1)

REWENDICATION: Procédé de fabrication de pates ait car bone,<B>à</B> partir de matière carbonée en grains de grosseurs différentes avec addition d'un liant, caractérisé en ce que Fou sépare la ma tière carbonée en deux fractions, l'une plus cyrossière et J'autre plus fine, on mélange d'abord une partie ait moins du liant avec la fraction la plus grossière, en opérant de fa çon que tous les grains soient mouillés par le liant, on ajoute ensuite la fraction de la, iiia- tière carbonée la plus fine et on continue de mélanger Jusqu'à obtention d'une masse ho mogène. REWENDICATION: Process for the manufacture of carbonaceous pasta, <B> à </B> from carbonaceous material in grains of different sizes with the addition of a binder, characterized in that Fou separates the carbonaceous material into two fractions, the 'a more cyrossial and the other finer, one first mixes a less part of the binder with the coarser fraction, operating in such a way that all the grains are wetted by the binder, one then adds the fraction of the finest carbonaceous material and mixing is continued until a homogeneous mass is obtained. SOUS-REVENDICATIONS: <B>1.</B> Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que la séparation de la matière carbonée en deux fractions s'effectue de façon que les grains les plus petits de la fraction grossière aient sensiblement la même dinien- sion (lue les pores des grains les plus gros. 2. Procédé selon la revendication, dans lequel on utilise une matière carbonée dont les grains n'ont que de petits pores, caracté risé en ce que la séparation de ladite matière en deux fractions s'effectue de faeon que les grains les plus petits de la fraction grossière aient sensiblement une dimension de 0,2 mm. SUB-CLAIMS: <B> 1. </B> Process according to claim, characterized in that the separation of the carbonaceous material into two fractions is carried out so that the smaller grains of the coarse fraction have substantially the same same dinension (reads the pores of the largest grains. 2. A method according to claim, wherein a carbonaceous material is used whose grains have only small pores, characterized in that the separation of said material into two fractions is carried out so that the smallest grains of the coarse fraction have a dimension of approximately 0.2 mm. <B>3.</B> Procédé selon la revendication, carae- térisé en<B>ce</B> qu'on mélange tout d'abord la fraction la plus grossière avec une partie seu lement du liant nécessaire, et en ce qu'on ajoute ensuite le reste du liant en même temps que la fraction la plus fine. 4. Procédé selon la revendication et la sous-revendication <B>I.,</B> caractérisé en ce que le liant utilisé est ajouté<B>à</B> l'état liquide. <B> 3. </B> Process according to claim, characterized in <B> that </B> that first of all the coarser fraction is mixed with only a part of the necessary binder, and in which is then added the rest of the binder at the same time as the finer fraction. 4. Method according to claim and sub-claim <B> I., </B> characterized in that the binder used is added <B> in </B> the liquid state. <B>5.</B> Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on mélange d'abord la fraction grossière de la matière carbonée avec un liant <B>à</B> l'état solide, en ce qu'on rend le liant fluide par chauffage pendant l'opération de mé- ]ange. et ensuite, après mouillage complet de ces grains grossiers, on ajoute la fraction la plus fine de la matière carbonée, et en ce qu'on continue<B>à</B> mélanger le tout jusqu% obtention d'une niasse homogène. <B> 5. </B> Process according to claim, characterized in that the coarse fraction of the carbonaceous material is first mixed with a binder <B> in </B> the solid state, in this that the binder is made fluid by heating during the mixing operation. and then, after complete wetting of these coarse grains, adding the finer fraction of the carbonaceous material, and continuing <B> to </B> mixing the whole until a homogeneous mass is obtained.
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