CH368555A - Verfahren zur Herstellung von Elektroden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Elektroden

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CH368555A
CH368555A CH2593555A CH2593555A CH368555A CH 368555 A CH368555 A CH 368555A CH 2593555 A CH2593555 A CH 2593555A CH 2593555 A CH2593555 A CH 2593555A CH 368555 A CH368555 A CH 368555A
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J Horvitz Gerald
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J Horvitz Gerald
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Description


      Verfahren        zur        Herstellung    von Elektroden    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren zur Herstellung von Elektroden und ein  Mittel zur     Durchführung    des     Verfahrens.     



  Gebrannte     Kohlenstoffelektroden,    die für den Be  trieb von Elektroöfen und für die elektrochemische  Herstellung von Aluminium verwendet werden, be  stehen aus einem Grundmaterial und einem Binde  mittel. Das Grundmaterial ist praktisch elementarer  Kohlenstoff, beispielsweise gebrannter     Petrolkoks,     anderer Koks,     Holzkohle,    verschiedene     Arten    von  Kohlen und Russ. Diese     Stoffe    werden in der tech  nischen Literatur als amorpher     Kohlenstoff    bezeich  net, wiewohl die Röntgenstrahlen-Analyse und andere  Untersuchungsmethoden kleine     Kristallite    nach  weisen lassen.  



  Als Bindemittel werden für diese bekannten Elek  troden beispielsweise     Petrolpech,    ein Rückstand bei  der Aufarbeitung von     asphaltischem    Erdöl, andere  Pecharten und verschiedene Teere benutzt. Viele  dieser Bindemittel bestehen aus elementarem Kohlen  stoff und     Kohlenwasserstoffen.    In der technischen  Literatur werden noch     andere    Bindemittel     erwähnt,     wie Melasse, Harze, Terpentin und verschiedene  Stoffe, die man bei der     Destillation    organischer Sub  stanzen gewinnt. Das     Bindemittel    kann ganz oder  teilweise aus einer oder mehreren organischen Ver  bindungen unter Ausschluss von elementarem Kohlen  stoff bestehen.

   Solche Bindemittel enthalten gewöhn  lich flüchtige Anteile, die beim Brennen weitgehend  entfernt werden. Der nach dem Brennen     verbleibende     Rückstand de Bindemittels besteht dann im allge  meinen aus elementarem Kohlenstoff, der die Teil  chen der Grundmasse miteinander verbindet.     Alle     diese Bindemittel werden üblicherweise für die ge  nannten Zwecke als     Kohlenstoffbinder    bezeichnet.  



  Nach der bisher üblichen Methode wird beispiels  weise     Petrolkoks    zerkleinert und gebrannt. Das ent-    stehende Produkt wird gepulvert und mit dem war  men     Bindemittel,    das     in    Form     kleiner    Teilchen vor  handen ist, gemischt. Die     Mischung    wird abgekühlt,  gebrochen und zerrieben,     und    dient zur Herstellung  des Materials der Elektrode.

   Das     zerkleinerte    Ge  misch wird in einer Form so lange erhitzt, bis es  eine Paste     bildet.    Dann nimmt man die     Form    aus       dem    Ofen heraus und     unterwirft    die Masse in der  Form einem hohen Druck. Sie wird darauf aus der  Form entfernt und unter     Luftabschluss    in     einem     Ofen ,gebrannt, um die flüchtigen Anteile auszutrei  ben. Wegen der     geringen        thermischen    Leitfähigkeit  der Masse     erfordert    der     Brennprozess    grosse Auf  merksamkeit.

   Die fertigen Elektroden sind oft     ver-          krümmt,    zeigen eine ungenügende elektrische Leit  fähigkeit oder eine zu     kleine    mechanische Festigkeit,  Eigenschaften, die von einem fehlerhaften Brand       herrühren.    Häufig     sind        Brennzeiten    von 1-2 Wochen  notwendig, insbesondere wenn es sich um     grosse     Elektroden handelt. Auch die Abkühlungszeit der  Öfen ist lang.  



  Bei     einem    anderen     bekannten        Verfahren    wird die       Elektrodenmasse    durch Auspressen in     Strangform     gebracht. Dieser Strang wird in Stücke von     entspre-          chendes    Länge     geschnitten,    und die Stücke werden  gebrannt, wie vorstehend beschrieben.  



       Beim    Brennen werden die flüchtigen Anteile des       Bindemittels    ausgetrieben und die verbleibenden zer  setzt oder     gekrackt.    Die     flüchtigen    Anteile gehen als  Gase oder Dämpfe weg und     schliesslich    bleibt ein  Rückstand zurück, der aus Koks besteht..  



  Bei mit Gas beheizten Öfen beträgt die Maximal  temperatur etwa 1050  C.  



  Diese Methoden werden seit     mindestens    50 Jahren  verwendet, wie sich aus einem Handbuch über  Elek  trische Beleuchtung  von     Crocker    ergibt, das 1901  von der     Van        Nostrand        Company    herausgegeben ist.      Anstelle der gebrannten Elektroden verwendet  man seit vielen Jahren auch solche Elektroden, bei  welchen die     pastenförmige    Mischung des Grund  materials mit dem ungebrannten Bindemittel in     einen     Blechmantel eingefüllt und in diesem Mantel als  Elektrode in     Schmelzöfen    zur Herstellung von Eisen  legierungen,     Kalziumkarbid    und anderen Erzeug  nissen benutzt wird.

   Die     pastenförmige    Ausgangs  mischung wird beim Absinken     im    Blechmantel durch  die Ofenhitze gebrannt und tritt im Ofen als ge  brannte     Kohlenstoffelektrode    in den eigentlichen  Ofenraum ein. Diese Art von Elektroden ist als     Söder-          bergelektrode    oder selbstbackende Elektrode bekannt.  Der Nachteil, der sich aus der geringen thermischen  und elektrischen Leitfähigkeit der Ausgangspaste er  gibt, macht sich besonders bei diesen selbstbackenden  Elektroden bemerkbar. Die niedrige elektrische Leit  fähigkeit macht sich in einem verminderten elektri  schen Wirkungsgrad geltend.

   Die Paste     kann    wegen  der     Herstellungsart    nicht gepresst werden, bevor sie in  die Brennzone kommt. Um solche selbstbackende  Elektroden bei der elektrolytischen Herstellung von  Aluminium in einem     Aluminiumreduktionsofen    ver  wenden zu können, muss     man    in die weiche Paste  elektrisch leitende Stangen eintreiben. Es kommt  auch häufig vor, dass die Füllung dieser Elektroden  eine zu weiche und ungleichmässige Struktur     aufweist,     so dass sie in Stücke zerfällt und bricht. Solche Schwie  rigkeiten sind seit vielen Jahren bekannt.  



  Die Herstellung der gebrannten und der selbst  backenden Elektroden sowie des dazu benötigten  Materials ist in dem Buch von G. L.     Mantell         In-          dustrial        Carbon     beschrieben, das von der     Van          Nostrand        Company    1946 veröffentlicht wurde.  



  Gegenstand des Patentes ist ein     Verfahren    zur  Herstellung von Elektroden, das dadurch gekenn  zeichnet ist, dass man eine Masse, die mindestens teil  weise aus elementarem Kohlenstoff bestehende Form  körper und ein kohlenstoffhaltiges, beim Brennen die  Formkörper     bindendes    Mittel enthält, wobei die ein  zelnen Formkörper     ein    Gewicht von 23-116 g, ein  wahres spezifisches Gewicht von     mindestens    1,8 und  einen elektrischen Widerstand von höchstens 0,00615       Ohm/cm3    aufweisen, zur Elektrode brennt.  



  a) Elementaren Kohlenstoff enthaltende Form  körper     können    z. B. wie folgt hergestellt werden:  Roher Ölruss hat     bekanntlich    eine amorphe Struk  tur und eine verhältnismässig erhebliche Teilchen  grösse. Der reine und teure Russ wird aus Erdgas ge  wonnen. Er dient dazu, Druckerschwärze herzustellen  und weist im allgemeinen eine Teilchengrösse von  weniger als 60     Millimikron    (0,000,060 mm) auf.

   Die  Teilchengrösse von Lampenruss beträgt allgemein  höchstens 100     Millimikron.    Dagegen hat der rohe  Ölruss gewöhnlich eine     Teilchengrösse    von 200 bis  275     Millimikron.    Er enthält auch noch eine erheb  liche Menge an     flüchtigen    Anteilen, die im wesent  lichen aus     Kohlenstoffverbindungen    bestehen. Seine  Farbe ist     blauschwarz.    In der Form, wie er gewon  nen und verkauft wird, stellt er eine Zusammen-    ballurig der feinen Teilchen dar.

   Diese Aggregate  können eine Grösse von 0,42     mm    oder mehr auf  weisen.     Infolgedessen    kann man den rohen Ölruss  nicht zur Herstellung von Druckerschwärze benutzen.  Er ist bisher als Heizmaterial und als billiger Füll  stoff verwendet worden. Seine Teilchengrösse kann bis  zu 1     Mikron    und mehr ansteigen.  



  Dieser rohe Ölruss dient vorzugsweise zur Her  stellung der erfindungsgemäss verwendeten Formkör  per. Durch Erhitzung kann er in einen harten und  kristallinen Kohlenstoff übergeführt werden, mit dem  man Fensterglas ritzen kann. Man kann auch noch  andere elementaren Kohlenstoff enthaltende Form  körper verwenden, es wird aber vorgezogen, den  rohen Ölruss für sich allein hierfür zu benutzen oder  doch eine Mischung, in der mindestens 25     0,74    davon  enthalten sind.

   Zweckmässig enthält eine solche     Mi-          schung        50        %        oder        mehr        an        dem        rohen        Ölruss.        Bei     allen hier     angegebenen    prozentmässigen Mengenver  hältnissen handelt es sich, wenn nicht anders ver  merkt, um Gewichtsprozente.  



  Bevorzugt werden die Formkörper wie folgt her  gestellt:  Als Grundmaterial wird roher     Ölruss        mit    einer  weichen, amorphen Struktur und einer Teilchengrösse  von 200-600     Millimikron    verwendet. Diese feinen  Teilchen liegen in Form von Aggregaten vor, die weit  grössere Abmessungen aufweisen.

   Dieses     Grundmate-          rial        besteht        aus        rund        75        %        elementarem        Kohlen-          stoff,    etwa 15 % absorbiertem oder     adsorbiertem     Wasser und 9     0/a    flüchtigen Anteilen, in der Haupt  sache     Kohlenstoffverbindungen.     



  Wenn der rohe Ölruss aus einem Erdöl mit  Asphaltbasis hergestellt wird, oder vorzugsweise aus  einer Fraktion eines solchen Erdöls, stellen diese  flüchtigen     Kohlenstoffverbindungen    Glieder der aro  matischen Reihe dar, oder sie sind andere Ring  kohlenwasserstoffe oder Verbindungen mit geschlos  sener Kette. Zumindest enthalten die flüchtigen An  teile erhebliche     Mengen    derartiger     Kohlenstoffver-          bindungen.     



  Der rohe Ölruss enthält gewöhnlich einen geringen  Prozentsatz an Schwefel und Asche. Zweckmässig soll       er        nicht        mehr        als        0,75        %        Schwefel        und        nicht        mehr     als 0,40     o/a    Asche führen. Für bestimmte Zwecke  wird gefordert, dass die Elektrode so wenig Schwefel  und Asche     als    nur möglich aufweist, beispielsweise  für die elektrolytische Herstellung von Aluminium.

    Da aber alle Rohstoffe, die bevorzugt zur Erzeugung  von Elektroden benutzt werden, nur einen geringen  Gehalt an Schwefel und Asche     besitzen,    haben die  mit dem rohen Ölruss gewonnenen Elektroden nicht       mehr        als        0;75        %        Schwefel        und        nicht        mehr        als        0,40        %     Asche, und meist noch weniger.  



  Der rohe Ölruss wird bei 100  C an der Luft  unter normalem atmosphärischem Druck von etwa  760 mm     Hg    getrocknet. Beim Trocknen wird prak  tisch alles Wasser entfernt, dagegen nicht die flüch  tigen Anteile. Sofern irgendwelche     flüchtigen    Stoffe      weggehen, ist ihre Menge so gering, dass sie ver  nachlässigt werden kann.  



  Das getrocknete     Grundmaterial    besteht im     wesent-          lichen        aus        90,5        %        elementarem        Kohlenstoff,        9,3        0/0     flüchtigen Anteilen     und    gegebenenfalls noch aus  einem     kleinen    Prozentsatz an Schwefel und Asche.  



  Dieses getrocknete Material wird nun mit einem  ungebrannten Bindemittel gemischt. Als Bindemittel  wird ein aus Erdöl gewonnenes Rückstandspech einem       Steinkohlenteerpech    vorgezogen. Das im vorliegenden  Beispiel benutzte Pech hat einen     Erweichungspunkt     von     7l     C. Man kann Rückstandspeche mit einem       Erweichungspunkt    von 70-127  C anwenden.  



  Das Bindemittel wird in einem Kessel bei     einer     Temperatur zwischen etwa 149-204  C     geschmolzen.     Das     Schmelzen    wird unter normalem Luftdruck vor  genommen. Das     geschmolzene    Pech bildet bei 149  bis 204  C eine giessbare Flüssigkeit. Das gesamte  Wasser ist in diesem Zustand praktisch aus dem Pech  entfernt.  



  Das getrocknete Grundmaterial wird nun zu     dem     trockenen und     geschmolzenen    Pech im Kessel hinzu  gefügt. Das Grundmaterial     liegt    in der Form von  Aggregaten seiner feinen Teilchen vor. Die Abmes  sungen dieser Aggregate betragen etwa 0,42 mm.  Das trockene Grundmaterial wird     langsam    in auf  einanderfolgenden     kleinen    Mengen zugesetzt, unter  heftigem Reiben und Rühren, um eine gleichmässige  Mischung zu erzielen und die Aggregate soweit als  möglich in feine Teilchen aufzulösen. Die Aggregate  werden gegen die Kesselwand gerieben oder sie wer  den auf andere Weise mechanisch bearbeitet, um sie  aufzubrechen.

   Die Temperatur des     geschmolzenen     Pechs und der Mischung wird dabei auf     149-204     C  gehalten. Nach beendetem Zusatz wird die Mischung  kräftig durchgearbeitet, gerieben und gerührt, um bei  Aufrechterhaltung der Temperatur möglichst alle  Aggregate zu zerlegen. Die feinen Teilchen des  Grundmaterials absorbieren oder     adsorbieren    das ge  schmolzene Pech soweit als möglich. Das Pech über  zieht die feinen Teilchen. In dieser Stufe der Mischung  wird nur wenig von den flüchtigen Anteilen, die ur  sprünglich im Grundmaterial vorhanden sind, abge  trieben.  



  Es wird     bevorzugt,    so zu arbeiten, dass entweder  alle flüchtigen Anteile des Grundmaterials oder  wenigstens die Hauptmenge davon in der     Mischung     verbleiben.  



  Die so erhaltene Masse wird nun zu Ziegel oder  Briketten verformt, die eine hohes spezifisches Ge  wicht aufweisen, und in diesem Zustand     gebrannt.     <I>Beispiel</I>  Die Formkörper können wie     folgt    erhalten wer  den, wobei man verwendet:  
EMI0003.0033     
  
    Roher <SEP> Ölruss <SEP> (bei <SEP> 100  <SEP> C <SEP> getrocknet
<tb>  und <SEP> 10 <SEP> % <SEP> flüchtige <SEP> Anteile <SEP> aufweisend) <SEP> <B>880/9</B>
<tb>  Erdölrückstand <SEP> (bei <SEP> 149  <SEP> C <SEP> getrocknet) <SEP> 12%       Der Ölruss befindet sich in Form von Aggregaten  aus feinen     Partikeln.    Er wird bei 149-204  C     mit     dem Bindemittel vermischt, wobei     gleichzeitig    die  Aggregate zerkleinert werden.  



  Das erhaltene Gemisch     wird.    auf etwa 25  C ge  kühlt     und    stellt     alsdann    eine pulverige Masse dar.  Aus dieser Masse werden bei einem     Druck    von etwa  1050     kg/cm2        Formkörper    gepresst und diese unter       Luftabschluss    nach folgendem Schema gebrannt:  
EMI0003.0044     
  
    1. <SEP> Stufe: <SEP> 2 <SEP> Stunden <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 1093  <SEP> C
<tb>  2. <SEP>   <SEP> : <SEP> 1 <SEP> Stunde <SEP> bei <SEP> 1093-1204  <SEP> C
<tb>  3. <SEP>   <SEP> : <SEP> 35 <SEP> Minuten <SEP> bei <SEP> 1204-1260  <SEP> C
<tb>  4. <SEP>   <SEP> : <SEP> 45 <SEP> Minuten <SEP> bei <SEP> 1260-1296  <SEP> C.

         Die     gebrannten        Formkörper    werden im Ofen auf  20-25  C     gekühlt    und sind sodann gebrauchsbereit.  



  Zur Herstellung einer gebrannten Elektrode dar  aus werden     verwendet:     
EMI0003.0049     
  
    Gebrannte <SEP> Formkörper <SEP> 500/0
<tb>  (praktisch <SEP> .ganz <SEP> aus <SEP> elementarem <SEP> Kohlen  stoff, <SEP> Gew.: <SEP> 75 <SEP> g; <SEP> wahres <SEP> spez. <SEP> Gewicht
<tb>  2,02; <SEP> Widerstand: <SEP> 0,006 <SEP> Ohm/cm3)
<tb>  Kohlenstoffhaltiger <SEP> Füllstoff <SEP> 40%
<tb>  (erhalten <SEP> durch <SEP> Vermahlen <SEP> von <SEP> gebrannten
<tb>  Formkörpern <SEP> auf <SEP> eine <SEP> Teilchengrösse <SEP> unter
<tb>  0,74 <SEP> mm)
<tb>  Erdölrückstand <SEP> (Bindemittel) <SEP> 10%       Der Füllstoff und das Bindemittel werden bei  149-204  C vermischt und die auf dieselbe Tempe  ratur erwärmten Formkörper sodann beigemischt.  



  Die erhaltene Masse wird     in    einer Metallform     ge-          formt,    wobei die gebrannten Formkörper sich in dieser  Form     gegenseitig    abstützen.  



  Die Masse wird sodann in der Form unter Luft  abschluss nach folgendem Schema     gebrannt:     
EMI0003.0055     
  
    1. <SEP> Stufe: <SEP> 2 <SEP> Stunden <SEP> bei <SEP> 316-1094  <SEP> C
<tb>  2. <SEP>   <SEP> : <SEP> 1 <SEP> Stunde <SEP> bei <SEP> 1094-1204  <SEP> C
<tb>  3. <SEP>   <SEP> : <SEP> 35 <SEP> Minuten <SEP> bei <SEP> 1204-126011 <SEP> C
<tb>  4. <SEP>   <SEP> : <SEP> 45 <SEP> Minuten <SEP> bei <SEP> 1260-1315  <SEP> C.            Während    der 4. Stufe ist die Temperatur an  nähernd während der ganzen Dauer über 1288  C.  



       Ein    anderes Beispiel für die Zusammensetzung  des     Gemisches,    das zur     Brikettierung    dient, ist unter  Weglassung etwa vorhandener Beträge an Schwefel  und Asche:  
EMI0003.0060     
  
    Elementarer <SEP> Kohlenstoff
<tb>  aus <SEP> dem <SEP> rohen <SEP> Ölruss <SEP> 77 <SEP> %
<tb>  Flüchtiger <SEP> Anteil
<tb>  aus <SEP> dem <SEP> rohen <SEP> Ölruss <SEP> <B>7,711/o</B>
<tb>  Bindemittel <SEP> <B><I>15,011a</I></B>            In    diesem Fall stellt das Gemisch bei 149-204  C  eine Paste dar .und bleibt auch so nach der Abkühlung  auf .der     Brikettierungstemperatur    von 93 oder 25  C.

    Die voneinander     getrennten    Teilchen des elementaren  Kohlenstoffs haben ein     Maximum    an     Bindemittel    ab  sorbiert oder     adsorbiert    und sind auch vollständig von  dem     Bindemittel    eingehüllt. In diesem Gemisch ist           ein        überschuss    an Bindemittel vorhanden, der die       bevorzugte,        pastenförmige        Struktur        verursacht.    Das  Gemisch kann selbstverständlich ohne weiteren Zusatz  von Bindemittel     brikettiert    werden.

   Man kann es  aber auch weiter abkühlen und dann     zerkleinern,     wobei man plastische Teilchen von etwa 0,42 mm  Grösse erhält. Diese plastischen Teilchen können wie  der ohne jeden weiteren Zusatz von     Bindemittel    bri  kettiert werden.  



  Das zur     Brikettierung    bestimmte Gemisch wird       bevorzugt    unter einem     Druck    verformt, der     hinreicht,     um :ein dichtes und gleichmässiges     Brikett    oder einen  gebundenen Formkörper zu ergeben. Die     Brikettie-          rungstemperatur    kann bei 93  C liegen. Bei dieser  Temperatur kann man einen     Druck    von ungefähr  <B>1050</B> kg pro     cm     anwenden. Man kann auch mit  kleineren oder grösseren     Drucken    arbeiten und auch  andere     Brikettierungstemperaturen    wählen.

   Beispiels  weise kann man bei einer Temperatur von 20-25  C  arbeiten, wobei aber dann ein höherer     Druck        als     1050     kg/cm=    bevorzugt wird. In manchen Fällen ist  es zweckmässig, Brikette herzustellen, die das Maxi  mum an erreichbarer Dichte     aufweisen,    während man  in anderen Fällen vorzieht, mit geringerer Dichte  zu arbeiten.  



  Die     fertiggestellten    Brikette können nun unter       Luftabschluss    in einem Ofen gebrannt werden. Vor  zugsweise verwendet man einen mit Gas beheizten  Ofen. Beim Brennen entwickelte Gase oder Dämpfe  werden mit Vorteil abgetrieben. Gleichzeitig entstehen       ein    Rückstand aus in den     flüchtigen    Anteilen des  Grundmaterials     enthaltenen    Stoffen und ein eben  solcher Rückstand aus dem Bindemittel. Die Rück  stände bestehen praktisch aus elementarem Kohlen  stoff.

   Bei dem vorliegenden, letztgenannten Beispiel  beträgt das Gewicht an Rückstand aus dem     Binde-          mittel        34'%        von        dem        ursprünglichen        Gewicht        des     ungebrannten Bindemittels in dem Brikett.  



  Man kann das Brennen der Brikette in einem  Zug vornehmen, aber man kann es auch zweistufig  durchführen. Bei Verwendung eines gasbefeuerten  Ofens ist eine Erhitzung der Brikette in vier Stufen  zweckmässig, und zwar:  
EMI0004.0038     
  
    1. <SEP> Stufe: <SEP> 2 <SEP> Stunden <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 1093  <SEP> C
<tb>  2. <SEP>   <SEP> : <SEP> 1 <SEP> Stunde <SEP> auf <SEP> 1093-1204  <SEP> C
<tb>  3. <SEP>   <SEP> : <SEP> 35 <SEP> Minuten <SEP> von <SEP> 1204-1260 C <SEP> und
<tb>  4. <SEP>   <SEP> : <SEP> 45 <SEP> Minuten <SEP> von <SEP> 1260-1296 C.       Die Temperatur, auf welche die Brikette wäh  rend der letzten Stufe     erhitzt    werden, beträgt zweck  mässig mindestens 1288  C während der ganzen Zeit  von 45 Minuten.  



  In manchen Fällen ist es     vorteilhaft,    in dieser       letzten        Erhitzungsstufe    eine Temperatur von min  destens 1344  C anzuwenden.  



  Die Erhitzung in der     vierten    und letzten Stufe  des Brennens der Brikette bezüglich Temperatur  und Zeitdauer spielt eine wichtige Rolle bei der       Überführung    der ursprünglichen, feinen und amor  phen     Struktur    der Teilchen des rohen     Ölrusses        in    die    harte und kristalline Struktur des Kohlenstoffs, mit  dem man Fensterglas ritzen kann.  



  Ein typischer Verlauf eines     Brennprozesses    für  die     Brikette    ist     im    folgenden wiedergegeben:  
EMI0004.0051     
  
    Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> vom <SEP> Beginn <SEP> Temperatur <SEP> des <SEP> Ofens
<tb>  der <SEP> Erhitzung <SEP> in <SEP> Celsiusgraden
<tb>  0 <SEP> Heizungsbeginn
<tb>  10 <SEP> 316
<tb>  24 <SEP> 494
<tb>  34 <SEP> 594
<tb>  66 <SEP> 666
<tb>  80 <SEP> 760
<tb>  105 <SEP> 910
<tb>  120 <SEP> 966
<tb>  135 <SEP> 1027
<tb>  155 <SEP> 1088
<tb>  185 <SEP> 1160
<tb>  220 <SEP> 1216
<tb>  230 <SEP> 1260
<tb>  255 <SEP> 1294
<tb>  275 <SEP> <B>1296</B>       Am Ende der Brennperiode von 4 Stunden  35 Minuten wird die     Beheizung    des Ofens abgestellt.

    Man lässt die Brikette zweckmässig im Ofen unter       Luftabschluss    auf 20-25  C abkühlen.  



  Auf diese Weise werden zweckmässig kleine     Bri-          kette    gebrannt, deren Gewicht etwa 28 g     beträgt.     Man erhält so elementaren Kohlenstoff enthaltende  Formkörper von einheitlicher und fester     Struktur.    Da  bei der Herstellung der fertigen Elektrode erhebliche  Anteile dieser Formkörper, im folgenden kurz ge  brannte Brikette bezeichnet, in Verwendung kommen,  wird die Brenndauer für die Elektroden stark herab  gesetzt und im gleichen Verhältnis die Abkühlungs  dauer vermindert. Beim Brennen in einem gasbe  feuerten Ofen können die Brikette in Sand oder  einem anderen Material gebettet und dadurch von  einander getrennt gehalten werden.  



  Die     Härte    verschiedener Stoffe nach der bekann  ten     Mohsschen    Skala ist:  
EMI0004.0060     
  
    Stoff <SEP> Nummer
<tb>  in <SEP> der <SEP> Härteskala
<tb>  Talk <SEP> 1
<tb>  Apatit <SEP> (CaF)Ca4(P04)3 <SEP> 5
<tb>  Quarz <SEP> 7
<tb>  Diamant <SEP> 10       Graphit ist nach der     Mohsschen        Härteskala    sogar  noch weicher als     Talk.     



  Die Härte des kristallinen Kohlenstoffs, der nach  dem angegebenen Verfahren erhalten     wird,    entspricht  in der     Mohsschen    Härteskala mindestens der Nr. 6  und ist in vielen Fällen höher als 7. Im allgemeinen  wird die Härte 7 erreicht und dies ist das bevorzugte  Ergebnis.

        Eine typische Analyse eines gebrannten Briketts  ist nachstehend wiedergegeben:  
EMI0005.0001     
  
    Elementarer <SEP> Kohlenstoff <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Aus  gangsstoff, <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Rückstand <SEP> der
<tb>  flüchtigen <SEP> Anteile <SEP> und <SEP> des <SEP> Binde  mittels <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 98,320/0
<tb>  Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,090/0
<tb>  Rest <SEP> an <SEP> flüchtigen <SEP> Anteilen <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,7511/o
<tb>  Schwefel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,64%
<tb>  Asche <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 0,20%       Dieses Brikett war unter     Benutzung    der vor  erwähnten     pastenförmigen    Masse hergestellt worden.  Die mikroskopische Untersuchung zeigte, dass sein  elementarer Kohlenstoff im wesentlichen aus     Teilchen     bestand, deren Grösse 200-600     Millimikron    betrug.  



  Dieses gebrannte Brikett wies ein scheinbares  spezifisches Gewicht von 1,34 auf, entsprechend  einem wahren spezifischen Gewicht von 1,96 und  einem Widerstand von 0,00615 Ohm pro     cm3    bei  20--25  C.  



  Unter der auf das Volumen bezogenen elektri  schen Widerstandskraft versteht man den Widerstand  eines Würfels von 1 cm Seitenlänge.  



  Der Unterschied zwischen dem scheinbaren und  dem wahren spezifischen Gewicht wird durch den  Umstand hervorgerufen, dass sich während des Bren  nens der Brikette Gase oder Dämpfe     entwickeln,     die in dem gebrannten Brikett Poren hinterlassen.  



  Das scheinbare     spez.    Gewicht des Briketts wurde       bestimmt,    indem man es mit einer dünnen     Paraffin-          schicht    überzog und das so abgedichtete Brikett unter  Wasser wog. Diese Messung ergab ein Gewicht von  1,34     g/cm3.    Diese Methode ist in     Thorpes         Dictio-          nary    of     Applied        Chemistry ,        B.d.        VI,    herausgegeben  1926, auf Seite 305 beschrieben.  



  Das wahre spezifische Gewicht wurde nach der  Methode ermittelt, die allgemein in dem weiter oben  erwähnten Buch von     Mantell    erörtert ist. Das ge  brannte Brikett wurde bis zu einer Teilchengrösse  von 0,044-0,074 mm zerkleinert. Das so gepulverte  Material wurde an der Luft unter atmosphärischem  Druck eine Stunde lang bei 105  C getrocknet und  dann gewogen. Darauf wurde das zerkleinerte und  getrocknete Material in ein     Pyknometer    gebracht,  das eine Indexmarke für ein bekanntes Volumen auf  weist und das Pulver     wurde    mit     Kerosen    übergossen.  Das     Pyknometer    wurde geschüttelt, bis das     Kerosen     das wasserfreie Pulver gut benetzt hatte.

   Dann wurde  das     Pyknometer    einem Vakuum unterworfen, um alle  Luft aus der Pulvermasse zu entfernen. Der Kolben  wurde darauf mit wasserfreien     Kerosen    bis zur Marke  aufgefüllt, auf 116  C erhitzt, anschliessend auf 26,7  C  abgekühlt und gewogen. Das wahre spezifische Ge  wicht liess sich nach der nachstehenden Formel er  mitteln:  
EMI0005.0028     
    A ist das Gewicht des zerkleinerten und getrock  neten Brikettmaterials, das mit dem spezifischen Ge  wicht des     Kerosens    multipliziert     wird.    B ist das Ge  wicht des     Pyknometerkolbens,    wenn er bis zur Index  marke mit     Kerosen    gefüllt ist, aber ohne Zusatz des  Pulvers.

   C stellt das Gewicht des Kolbens dar, wenn  er das zerkleinerte und getrocknete Brikettpulver und  die Auffüllung mit luftfreiem     Kerosen    bis zur Index  marke     enthält.     



  In diesem Brikett bestehen der Rückstand der       flüchtigen    Anteile aus dem rohen Erdölruss und der  Rückstand aus dem Bindemittel praktisch oder fast  ausschliesslich aus Koks bzw.     elementarem    Kohlen  stoff. Das Brikett enthält vorzugsweise mindestens       90        %        an        elementarem        Kohlenstoff,        bei        dem        oben     angeführten Beispiel noch viel mehr.  



  In diesem Beispiel zeigt das Brikett ein     ziemlich     niedriges scheinbares     spez.    Gewicht. Es hat auch eine  verhältnismässig geringe thermische Leitfähigkeit, da  bei diesem Beispiel beabsichtigt war, die gebrannten       Brikette    zur     Herstellung    einer selbstbackenden Elek  trode mit niedriger     Wärmeleitfähigkeit    zu benutzen.

    In manchen Fällen, wie beispielsweise bei einer Elek  trode,     die    zur Gewinnung von     Aluminium    durch  Elektrolyse eines     Schmelzbades    Verwendung finden  soll, ist eine     geringe        Wärmeleitfähigkeit    der Elektrode       erwünscht.     



  Das     scheinbare    spezifische Gewicht des     Briketts     und der Elektrode können erhöht werden, wenn man  einen geringeren Betrag an dem aus dem Rückstands  pech aus Erdöl bestehenden     Bindemittel    anwendet,  oder wenn man ein anderes Bindemittel     benutzt,    das  während des Brennens nur wenig Gase oder Dämpfe       entwickelt.    Es ist bekannt, dass es Bindemittel gibt,   die     beim    Brennen nur     unbedeutende    Mengen an  Gasen oder Dämpfen bilden. Solche Bindemittel kann  man benutzen, wenn es gewünscht wird, eine ge  brannte Elektrode mit     einem    hohen scheinbaren spezi  fischen Gewicht herzustellen.  



  Das wahre spezifische Gewicht des zu verwen  denden gebrannten Briketts beträgt     mindestens    1,8.  Ein bevorzugter Bereich für das wahre spezifische  Gewicht ist 2,02-2,08.  



  Auch der spezifische elektrische Leitungswider  stand des gebrannten Briketts und der Elektrode, die  mit solchen Briketten hergestellt ist,     kann    unter den  angegebenen Wert von<B>0,00615</B>     Ohm/cm3    gesenkt  werden, indem man eine entsprechende Auswahl in  den verwendeten     Ausgangsstoffen    und in der Ein  stellung des     spezifischen    Gewichtes     trifft.    Man kann  auf diese Weise leicht zu einem spezifischen Wider  stand von 0,0055     Ohm/cm3    oder weniger gelangen.  



  Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt das Gewicht       des        gebrannten        Briketts        etwa        83        %        vom        Gewicht        des     ungebrannten Formkörpers.  



  Das Gewicht des ungebrannten Briketts kann  zweckmässig 28 g betragen. Es kann aber auch 28  bis 98 g, gegebenenfalls bis zu 140 g sein.  



  Die     Brikette    behalten beim     Brennen    im wesent  lichen die Form des     ungebrannten        Formkörpers    bei.           Vorteilhafterweise    sollen alle Brikette, welche zur  Herstellung einer Elektrode benutzt werden, das  gleiche Gewicht, die gleiche Form und das gleiche  Volumen haben.  



  Die Form der     gebrannten    Brikette wird zweck  mässig so gewählt, dass die Brikette, wenn sie zu einer  Säule     aufeinandergeschichtet    werden und sich gegen  einander abstützen, möglichst wenig freien Raum  zwischen einander lassen. Sie können beispielsweise  die     bekannte    Kissenform haben, bei welcher sie  gegenüberliegende, konvexe Flächen aufweisen. Jedes  Brikett kann aber auch eine oder mehrere ebene  Flächen besitzen, auf welchen sie sich abstützen, wenn  sie     aufgeschichtet    werden.

      <I>b) Das</I>     Füllmittel     Das     Füllmittel    besteht zweckmässig aus zerklei  nerten gebrannten Briketten und kann beispielsweise  dadurch gewonnen werden, dass man eine hinrei  chende Zahl     gebrannter        Brikette    bei Zimmertempe  ratur bis zu einer Teilchengrösse von höchstens  0,74 mm     pulvert.    Auf diese Weise kann das Füll  mittel ebenfalls aus elementarem Kohlenstoff mit  einer harten, kristallinen Struktur bestehen.  



  Die gebrannten Brikette sollen nach Möglich  keit in der zur Herstellung der     Elektrode    dienen  den Masse     mindestens    40 %     an    Gewicht aus  machen, zweckmässig wenigstens     5011/o    und vorzugs  weise     80-90"/ü;.    Das Gleiche gilt für die fertige, ge  brannte Elektrode.  



  Die Einheitlichkeit in der Struktur der gebrannten       Brikette    und des     Kohlenstoff-Füllmittels    ist ein be  sonderer Vorteil.  



  Die Zwischenräume zwischen den Briketten kön  nen mit einer Mischung, die zu 80 % aus     zerkleiner-          tem        Brikettmaterial        (Füllmittel)        und        zu        20        %        aus          Erdölrückstandspech    (Bindemittel) besteht, ausgefüllt  werden.  



  Somit kann die Masse zur Herstellung der Elek  troden die Zusammensetzung von 40 Teilen an ge  brannten     Briketten,    48 Teilen     Kohlenstoff-Füllmittel     und 12 Teilen Bindemittel haben, alles in Gewicht  ausgedrückt.  



  In einem anderen Beispiel kann die Masse aus  50 Teilen an Briketten, 40     Teilen        Füllmittel    und  10 Teilen Bindemittel bestehen.  



  Ein weiteres Beispiel     betrifft    die bevorzugte     Zu-          sammensetzung    aus 80 Teilen gebrannten Briketten,  16 Teilen     Kohlenstoff-Füllmittel    und 4 Teilen Binde  mittel.  



  Der Prozentsatz an     Füllmittel    hängt von der  Gestalt der Formkörper und damit von dem Volumen  der Zwischenräume ab, die in einer geformten Masse  für den     Elektrodenbrand    frei geblieben sind. Es ist  vorteilhaft, diese Hohlräume sowohl im     einzelnen    als  auch in ihrer Gesamtheit möglichst klein zu halten.  



       Es        ist        zweckmässig,        weniger        als        20        %        Bindemittel,     bezogen auf das Gewicht von Bindemittel und Füll  mittel, zu verwenden und auf diese Weise den Gehalt  der     Elektrodenmasse    an Bindemittel zu     vermindern.       Das zerkleinerte Brikettmaterial und das Binde  mittel werden vorzugsweise zu einer gleichmässigen  Mischung verrührt, wobei man zweckmässig densel  ben Weg einschlägt, der oben für die Herstellung  der Masse für die zu brennenden Brikette beschrie  ben worden ist.

   Im vorliegenden Beispiel stellt das  Gemisch an Füllmittel und Bindemittel eine Paste  dar. Es kann aber auch pulverförmig bleiben. Wenn  das Gemisch     pastenförmig    ist, weist das zerkleinerte  Brikettmaterial zweckmässig eine Teilchengrösse von  0,42 mm auf.  



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden  die gebrannten Brikette mit dem Gemisch     Füllmittel-          Bindemittel    vermischt, um eine möglichst gleich  mässige Masse zu bekommen. Zu diesem Zweck  können die Brikette das Füllmaterial und das  Bindemittel auf 149-204 C erhitzt werden, worauf  man die Mischung in einem Kessel unter heftigem  Rühren vornimmt, wobei die Temperatur aufrecht  erhalten wird. Die gebrannten Formkörper werden  dabei überzogen und die Zwischenräume ausgefüllt.  In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird  die Mischung bei einer Temperatur durchgeführt, die       beim        Erweichungspunkt    des Bindemittels oder höher,  aber unterhalb des     Schmelzpunktes    dieses Binde  mittels liegt.

   Man kann aber auch bei     20-250C     arbeiten.    Wenn es gewünscht wird, kann die so erhaltene  Masse unter einem entsprechenden Druck in eine       Metallform        eingepresst    werden. Es ist zweckmässig,  die Masse in diese Form zu pressen, damit sich  die gebrannten Brikette     gegeneinander    längs wesent  licher Flächenteile durch die ganze Masse hindurch       abstützen    und dadurch ein Skelett bilden. Dieses  Skelett aus den gebrannten Briketten ist in Füll  und Bindemittel eingebettet, die die Zwischenräume  mit Vorteil ausfüllen.

   Es ist ferner vorteilhaft, wenn  die gebrannten Brikette, welche in der Nähe der       Innenwand    der Metallform liegen, mit dieser in Be  rührung gebracht werden, so dass ein unmittelbarer  Kontakt zwischen der Form und den Briketten an  möglichst vielen Punkten längs der ganzen Innen  fläche stattfindet. Dies kann mit Hilfe eines Druck  stempels erzielt werden, der die Brikette zwingt,  miteinander und mit der Wand der Form     in    Berüh  rung zu treten oder sich wenigstens eng aneinander  zu lagern, wenn sie sich auch nicht gegenseitig ab  stützen.

      Wiewohl die thermische Leitfähigkeit der in die  sem Beispiel beschriebenen gebrannten     Formkörper     niedrig oder mässig ist, übertrifft sie diejenige einer  Ausgangspaste, die mit bisher für die Herstellung  von Elektroden benutzt hat. Bei dem vorliegenden       Verfahren    bilden die gebrannten     Brikette    mit Vorteil  ein kontinuierliches Skelett, welches die äussere Hitze  des Brennprozesses durch die ganze Masse     überträgt     und verteilt und auf diese Weise eine     Struktur    von  überlegener Gleichmässigkeit und Härte mit mög  lichst wenig Hohlräumen erzeugt. Die Brennzeit und      die Abkühlungsperiode werden dabei erheblich redu  ziert.  



  Die gepresste     Elektrodenmasse    kann in der Form  unter     Luftabschluss    sowohl mit als auch ohne mecha  nischen Druck gebrannt werden. Sofern man während  des Brennens Druck anwenden will, kann jeder ge  eignete Druck gewählt werden. Während des Bren  nens entwickelte Gase und Dämpfe lässt man ab  strömen.  



  Die     Elektrodenmasse    kann durch Auspressen oder  durch Eindrücken in eine Form in die erforderliche  Gestalt gebracht werden. Man kann sie auch ohne  die Form unter     Luftabschluss    erhitzen. Auf alle  Fälle ist es aber zweckmässig, dass die gebrannten  Brikette in der Masse ein Skelett bilden,     indem    sie  sich gegenseitig abstützen, wie oben beschrieben.  



  Die     Elektrodenmasse    wird     vorteilhaft    in einem  kontinuierlichen     Verfahren    gebrannt, das in folgende  Stufen eingeteilt werden kann:  
EMI0007.0009     
  
    1. <SEP> Stufe: <SEP> 2 <SEP> Stunden <SEP> bei <SEP> 316-1094  <SEP> C
<tb>  2. <SEP>   <SEP> : <SEP> 1 <SEP> Stunde <SEP> bei <SEP> 1094-1204  <SEP> C
<tb>  3. <SEP>   <SEP> : <SEP> 35 <SEP> Minuten <SEP> bei <SEP> 1204-1260  <SEP> C <SEP> und
<tb>  4. <SEP>   <SEP> : <SEP> 45 <SEP> Minuten <SEP> bei <SEP> l260-1315  <SEP> C.       Während der letzten Stufe kann zweckmässig  eine Mindesttemperatur von 1288  C eingehalten wer  den. Man kann die Temperatur aber auch bis 1344  C  steigern.

   Die Brenndauer und dementsprechend die  Abkühlungszeit hängen von der Grösse der Elektrode  ab, sie sind aber stets erheblich kürzer als bei den  bekannten Verfahren.  



  Man kann auch die gebrannten Brikette in eine  Metallform einlegen und aufeinander schichten, um  zunächst eine Säule oder ein Skelett von nur geringer  Höhe herzustellen. Das Füllmittel und das Binde  mittel können dann in die Hohlräume dieses Skeletts       eingepresst    werden. Darauf können weitere gebrannte  Brikette in die Form eingelegt werden, um die  Länge des Skeletts zu vergrössern, worauf neues Füll  mittel und Bindemittel zur Ausfüllung der Hohlräume  eingedrückt werden kann.

   Bei Anwendung dieses  Verfahrens ist die Berührung zwischen den einzelnen  Briketten durch die     ganze        Elektrodenmasse        hindurch     sichergestellt und die Hohlräume an den Stellen,  wo keine Berührung vorhanden ist, können     ausgefüllt     sein.  



  Das beschriebene Verfahren kann auch zur Her  stellung einer     selbstgebackenen    Elektrode vom     Typ     der     Söderbergelektrode    angewendet werden, wobei  die gebrannten Brikette mit Vorteil ein kontinuier  liches, sich gegeneinander abstützendes Skelett inner  halb des Metallmantels bilden.  



  Während es vorgezogen wird, ein Skelett von  gebrannten Briketten zu bilden, die sich gegenein  ander an Teilen ihres Umfanges abstützen, können  auch solche     Elektrodenmassen    gebrannt werden, bei  welchen die gebrannten     Brikette    nicht miteinander  in Kontakt stehen, sei es nur in einzelnen Teilen  der     Elektrodenmasse    oder durch die ganze Masse  hindurch. Ferner können auch     Elektrodenmassen            gebrannt    werden, in denen die gebrannten Brikette  durch Abstände     voneinander    getrennt sind.

   In solchen  Fällen ist es aber von Vorteil, dass die gebrannten       Brikette    mit Teilen ihres Umfanges nicht     allzuweit          voneinander    entfernt sind. Die gebrannten Brikette  und das aus solchen Briketten durch Zerkleinerung       gewonnene    Füllmaterial geben der Masse stets eine       Wärmeleitfähigkeit,    welche weit grösser ist als die  jenige der bei den bekannten Verfahren als Ausgangs  material für die     Elektrodenherstellung        verwendeten     Paste.  



  Die erfindungsgemässe Masse ist besonders nütz  lich bei der Herstellung einer selbstbackenden Elek  trode in einem Blechmantel, das heisst einer     Söder-          bergelektrode,    da die elektrische Leitfähigkeit der  Masse, welche in den Blechmantel eingefüllt wird,  also noch vor dem Brennen des in der Masse ent  haltenen Bindemittels, viel grösser ist als die Leit  fähigkeit der bei den bekannten Verfahren verwende  ten Paste. Ferner wird die Ofenhitze von dem Metall  mantel unmittelbar auf die Brikette übertragen, die  an dem Mantelblech anliegen und von dem Ofenende  der Elektrode auf die Formkörper, die am Austritts  ende liegen. Die Hitze wird     also    völlig gleichmässig  auf die gebrannten Brikette und die übrige Masse in  dem Blechmantel verteilt.

   Selbst wenn die gebrannten  Formkörper innerhalb des Blechmantels im Abstand  voneinander angeordnet sind, wird eine überlegene  Elektrode gebildet.  



  Bei einer anderen, aber weniger günstigen Aus  führungsform kann man anstelle der     gebrannten     Formkörper solche verwenden, die noch nicht ge  brannt sind. In diesem Fall werden die Formkörper  beim Brennen der Elektrode gebrannt. Auch bei die  ser Ausführungsform ist es zweckmässig, dass sich die  ungebrannten Brikette     gegenseitig    berühren.  



  Anstelle des rohen Ölrusses, des bevorzugten Aus  gangsmaterials für die Herstellung der Formkörper,  kann man auch andere elementare Kohlenstoff ent  haltende     Grundmaterialien    verwenden, die zur Er  zeugung von Elektroden verwendet wurden und noch  immer benutzt werden. Solche Rohstoffe sind in dem  bereits mehrfach erwähnten Buch von     Mantell    be  schrieben. Man kann aber auch anderes elementaren  Kohlenstoff enthaltendes     Material    heranziehen. Bei  spielsweise kann man gebrannten Koks, wie     kalzi-          nierten        Petrolkoks,    benutzen, der höchstens 0,5 %  flüchtige Anteile und wenig oder gar kein Wasser  enthält.

   Andere Beispiele für derartige Rohstoffe  sind Pechkoks, Teerkoks, Retortenkohlenstoff, Gra  phit, Lampenruss und Kohlenruss jeder Art. Die Wahl  unter diesen Rohstoffen hängt von ihrem Preis und  von     dem    beabsichtigten Verwendungszweck der fer  tigen Elektrode ab.  



  Der rohe Kohlenruss kann in     Pulverform        kalzi-          niert    odergebrannt werden, wie es oben für das Bren  nen der     Brikette    beschrieben worden ist, um ihn       dann    als     Füllmittel    zu verwenden. Man kann aber  auch Brikette daraus herstellen. Gegenüber solchen  Massnahmen wird aber das früher erläuterte Verfah-           ren    bei weitem bevorzugt.

   Eine Mischung von Koks  oder einem anderen kohlenstoffhaltigen Material kann  mit einem Bindemittel     vermengt    und in Pulverform  gebrannt oder     kalziniert    werden, wie vorstehend er  läutert, um die     kristalline    Struktur hervorzurufen oder  die bereits vorhandene zu verbessern.  



  Die gebrannten oder ungebrannten     Brikette    kön  nen bloss mit einem Bindemittel zur Bildung der       Elektrodenmasse    gemischt werden, wobei also das       Füllmittel    in der     Elektrodenmasse    wegfällt.     Wenn     man so vorgeht, ist es     zweckmässig,    gebrannte Form  körper zu benutzen, die nur     schmale        Zwischenräume     freilassen.  



  Die fertig gebrannte Elektrode soll zweckmässig  einen elektrischen Widerstand von höchstens 0,008  Ohm pro     em3    besitzen. Sie enthält gewöhnlich  kleine Mengen von Schwefel und Asche, wie bereits  oben erwähnt. Vorzugsweise besteht sie     mindestens     zu 85 % aus elementarem Kohlenstoff.

   Wenn man  die bevorzugten Rohstoffe und Verfahren anwendet,  besteht die     ganze    fertige Elektrode aus feinen, an  einander gebundenen Teilchen von 200-275     Milli-          mikron,    mit maximalgrossen Teilchen von 1     Mikron.     Die     fertige    Elektrode hat dann die beschriebene harte  und     kristalline    Struktur und im     wesentlichen    die  gleichen Eigenschaften wie die gebrannten Brikette.  Die Brikette sind in der fertigen Elektrode innig  miteinander verbunden.  



  Es ist     möglich,    die verschiedenen     Bindemittel    der  genannten     Art    zu benutzen, welche in dem Buch  von     Mantell    aufgezählt werden.  



  Es wird aber bevorzugt,     Petrolpeoh    zu benutzen,  das einen Rückstand von     asphaltischem    Erdöl dar  stellt, in Kombination mit rohem Ölruss.  



  Es soll hervorgehoben werden, dass die     harte     und kristalline     Struktur    der Brikette eine harte und  kristalline     Kohlenstoffstruktur    ist. Sowohl die Form  körper als auch die fertige Elektrode in den Bei  spielen haben entweder gar keinen oder nur einen  geringen Gehalt an Oxyden, welche die Asche bilden.  Diese Oxyde     können    Kieselsäure und Oxyde des  Eisens und anderer Metalle sein.

   Aber selbst wenn  die Kieselsäure     während    des Brennens in Quarz über  gehen sollte, wäre der Quarzgehalt viel zu     gering,     um die harte und kristalline Struktur hervorzurufen,  die bei dem Verfahren gebildet wird.     Kalzinierter          Petrolkoks    kann wegen der Entstehung von etwas       Siliciumkarbid    während des Brennens abscheuernd       wirken,    aber das ist völlig verschieden von der Bil  dung einer harten     und.        kristallinen    Struktur aus Koh  lenstoff,

   dessen ursprüngliche Struktur     ihn    bloss leicht       scheuernd    macht oder dessen Härte in der     Mohsschen     Skala unter 6 oder 7     liegt.     



  In     ähnlicher    Weise sind auch gewisse Typen  von Kohlenruss scheuernd,     weil    sie eine erhebliche  Menge an     siliciumhaltigen    Verunreinigungen mit sich  führen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von Elektroden, da durch gekennzeichnet, dass man eine Masse, die min- destens teilweise aus elementarem Kohlenstoff beste hende Formkörper und einkohlenstoffhaltiges, beim Brennen die Formkörper bindendes Mittel enthält, wobei die einzelnen Formkörper ein Gewicht von 23-116 g, ein wahres spezifisches Gewicht von min destens 1,8 und einen elektrischen Widerstand von höchstens 0,00615 Ohm/cm3 aufweisen, zur Elek trode brennt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse ausserdem ein kohlen stoffhaltiges Füllmittel enthält. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper gebrannt sind. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formkörper in der Masse gegenseitig abstützen. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der elementare Kohlenstoff in den Formkörpern feinkristallin und so hart ist, dass er Fensterglas ritzt. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper ein wahres spezi fisches Gewicht von 2,02-2,08 und einen elektrischen Widerstand von höchstens 0,0055 Ohm/cm3 aufweisen. 6.
    Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper mindestens 40 Gew:0/a der Masse ausmachen. 7. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel aus zerkleinerten Formkörpern besteht. B.
    Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, zur Herstellung selbst gebackener Elektroden mit einem rohrförmigen Blechmantel, dadurch gekennzeichnet, dass man den Blechmantel mit einer Füllmittel enthaltenden Masse beschickt, wobei die Formkörper gleichmässig in der Masse verteilt sind, praktisch ganz aus elementarem Kohlenstoff bestehen, sich mindestens teilweise gegen seitig abstützen und mindestens teilweise an der Innenwand des Blechmantels anliegen und die zwi schen den Formkörpern liegenden, unregelmässig ge stalteten Hohlräume mit Füllmittel und Bindemittel der genannten Art gefüllt sind, und dass man die Masse brennt. 9. Verfahren nach Unteranspruch 8 und Unter ansprüchen 4 bis 6. 10.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Masse presst und brennt. PATENTANSPRUCH Il Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Masse besteht, die mindestens teilweise aus elementarem Kohlenstoff bestehende Formkörper und ein kohlenstoffhaltiges, beim Brennen die Form körper bildendes Mittel enthält, wobei die einzelnen Formkörper ein Gewicht von 23-116 g, ein wahres spezifisches Gewicht von mindestens 1,8 und einen elektrischen Widerstand von höchstens 0,00615 Ohm/ cm3 aufweisen. UNTERANSPRÜCHE 11.
    Mittel nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse ausserdem ein kohlen stoffhaltiges Füllmittel enthält. 12. Mittel nach Patentanspruch II und Unter anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, d-ass die Form körper gebrannt sind. 13. Mittel nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formkörper mindestens teilweise gegenseitig abstützen. 14.
    Mittel nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der elementare Kohlenstoff in den Formkörpern feinkristallin und so hart ist, dass er Fensterglas ritzt. 15. Mittel nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper ein wahres spezifisches Gewicht von 2,02-2,08 und einen elek trischen Widerstand von höchstens 0,0055 Ohm/cm3 aufweisen. 16. Mittel nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper mindestens 40 Gew:o/o der Masse ausmachen. 17.
    Mittel nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel aus zerkleinerten Formkörpern besteht. 18. Mittel nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper ungebrannt sind. PATENTANSPRUCH III Elektrode, hergestellt nach dem Verfahren ge mäss Patentanspruch I. UNTERANSPRÜCHE 19. Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 1. 20. Elektrode nach Patentanspruch 11I, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 2. 21.
    Elektrode nach Patentanspruch 11I, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 3. 22. Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 4. 23. Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 5. 24. Elektrode nach Patentanspruch 11I, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 6. 25. Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 7. 26. Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch B. 27.
    Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 9. 28. Elektrode nach Patentanspruch III, herge stellt nach dem Verfahren gemäss Unteranspruch 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0372235A2 (de) * 1988-12-03 1990-06-13 STENDEL Joachim Elektrodenmasse
EP0372235A3 (de) * 1988-12-03 1991-03-13 STENDEL Joachim Elektrodenmasse

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