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Verfahren zur Herstellung von Elektrodenkoks Ein für die Herstellung
von Elektroden geeigneter Koks soll einen möglichst niedrigen Aschegehalt, eine
hohe Abriebfestigkeit und vor allem starke Zellwandigkeit besitzen. Nur aus einem
Koks mit starken Zellwänden lassen sich nämlich durch Aufmahlung gröbere und feinere
Kornklassen mit nahezu porenfreien Körnern gewinnen, die für die Erzeugung von Elektroden
der gewünschten hohen Dichte benötigt werden.
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Es ist bekannt, zur Herstellung von Elektrodenkoks Destillationsrückstände
der Erdölindustrie in Mischung mit Steinkohlenteerpech in einer Menge bis zu 8011/o
zu verkoken. Auch Petrolkoksgrus läßt sich zu einem Elektrodenkoks verarbeiten,
indem man ihn mit zerkleinertem Hartpech bzw. Bitumen innig vermischt und diese
Mischung verkokt. Ein weiteres häufig verwendetes Ausgangsmaterial ist Rohpetrolkoks.
Dieser wird nach einem bekannten Verfahren durch Auflösen in flüssigen Kohlenwasserstoffen,
wie z. B. Steinkohlenteeröl und Pech, bei Temperaturen über 140° C in eine pechähnliche
Masse übergeführt und in dieser Form verkokt. Das Verfahren ist zwar umständlich,
rechtfertigt sich aber insofern, als durch einfaches Verkoken von Rohpetrolkoks
nur ein wenig abriebfester Koks von verhältnismäßig dünnwandiger Zellstruktur erhalten
wird. Auch ein Vermischen von Rohpetrolkoks mit Steinkohle führt nicht zu einer
Verstärkung der Zellwände der daraus erzeugten Kokse.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß für die Qualität
der aus Mischungen von Rohpetrolkoks und Steinkohle erzeugten Elektrodenkokse eine
möglichst lange Aufrechterhaltung des plastischen Zustandes der Mischung bei der
Verkokung von wesentlicher Bedeutung ist. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel insbesondere
durch Zugabe von Teerölen zu dem Verkokungsgemisch erreicht. Weiterhin wird auf
die Zumischung der üblichen Bindemittel verzichtet. Das Verfahren nach der Erfindung
besteht mithin zum Unterschied von dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Elektrodenkoks
aus Mischungen von Rohpetroilkolcs, aschenarmen Steinkohlen und einem Bindemittel
darin, daß zur Verbesserung des plastischen Zustandes der Steinkohle während der
Verkokung den Ausgangsstoffen unter Vermeidung eines Bindemittelzusatzes Steinkohlenteeröl
in Mengen von etwa 5 bis 25 % zugemischt wird. Das Verkokungsprodukt ist ein harter
Koks mit den gewünschten starken Zellwänden. Dieses Ergebnis ist insofern überraschend,
als, wie bereits erwähnt, Rohpetrolkoks und vor allem auch die Steinkohlen für sich
allein oder in Mischung mit Rohpetrolkoks verkokt nur Koks mit sehr dünnen Zellwänden
ergeben.
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Es wurde weiter gefunden, daß sich die Abriebfestigkeit und vor allem
die Zellwandstärke dieses neuartigen Kokses noch erheblich steigern läßt, indem
man der Trockenstoffmischung einen flüssigen Kohlenwasserstoff, z. B. Steinkohlenteeröl,
vorzugsweise in Mengen zwischen 5 und 25'%, bezogen auf die Trockenstofftnenge,
zusetzt. Vermutlich wirkt der Kohlenwasserstoff anlösend auf das Bitumen der Steinkohle
und begünstigt dadurch die gleichmäßige Verteilung des Bitumens in der Mischung,
was eine Steigerung der Festigkeit und der Zellwandstärke des Verkokungsproduktes
zur Folge hat.
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Ein bemerkenswerter Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß man
durch Veränderung der Mengen an zugesetzter bituminöser Steinkohle zum Rohpetrolkoks
das Porenvolumen des fertigen Elektrodenkokses einstellen kann. So liefert beispielsweise
eine Mischung, die 20% bituminöse Steinkohle enthält, einen Koks mit etwa 29°/o
Porenvolumen, hingegen eine Mischung mit 40% bituminöser Steinkohle einen Koks mit
etwa 3411/o Porenvolumen. Beide Kokse haben sehr starke Zellwände. Erhöht man den
Anteil der Steinkohle auf z. B. 60°/o, dann steigt das Porenvolumen auf über 55
% an und die Stärke der Zellwände nimmt ab. Im Vergleich zu einem Koks aus entaschter
Steinkohle haben so hergestellte Kokse den Vorteil der höheren Festigkeit.
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Das Vermischen des Rohpetrolkokses mit der bituminösen Steinkohle
und gegebenenfalls dem Steinkohlenteeröl läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorteilhafterweise bei Raumtemperatur und in Mischern beliebiger Bauart durchführen.
Besonders geeignet sind jedoch Mischer mit Knet- und Kollerwerkzeugen, da sie die
Verarbeitung grober Ausgangsmaterialien und überdies eine Verkürzung der Mischzeiten
und eine Verringerung der Zusatzmengen an Steinkohlenteeröl gestatten. Besonders
gute Ergebnisse werden mit Fettkohlen erzielt, die 191 bis 28% flüchtige Bestandteile
enthalten.
Ähnlich verhält es sich mit der Eignung der Rohpetrolkokse.
Diese Kokse besitzen im allgemeinen einen Flüchtigkeitsgehalt von 4 bis 30%. Besonders
bewährt haben sich die Sorten mit 8 bis 20%, vorzugsweise 12 bis 16%, an flüchtigen
Bestandteilen.
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Zusätzlich oder an Stelle dieser Kokse kann auch der Rohpetrolkoksgrus
verarbeitet werden, und zwar gleichermaßen backender wie auch nichtbackender Grus.
Es zeigte sich jedoch, daß der Anteil an nichtbackendem Petrolkoksgrus nicht mehr
als 50% der Gesamt-Trockenstoffmischung betragen soll.
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Alle diese Trockenstoffe können, falls sie nicht in zu grober Körnung
zur Verfügung stehen, auch in geeigneten Mühlen gemischt werden. Die Körnung des
Rohpetrolkokses soll wenigstens 3 mm betragen, die der Steinkohle etwa 1 mm. Eine
bessere vorherige oder während des Mischvorganges herbeigeführteAufmahlung der Komponenten
wirkt sich auf die Dichte und Abriebfestigkeit der fertigen Elektrode-nkokse günstig
aus. Gröbere als die, genannten Kornklassen können selbstverständlich auch eingesetzt
werden, jedoch geht diese Maßnahme auf Kosten der Homogenität des Kokses. Beispiel
40 Teile Reinstkohle mit einem Aschegehalt von 0,3% und einem Gehalt an flüchtigen
Bestandteilen von 25°/o, bezogen auf Wasser- und aschefreie Substanz, werden mit
60 Teilen Rohpetrolkoks mit einem Aschegehalt von 0,35% und einem Gehalt an flüchtigen
Bestandteilen von 13,8%, bezogen auf wasser-und aschefreie Substanz, und 12 Teilen
Steinkohlenteeröl mit einem Mischer mit Koller- und Knetwerkzeugen 12 Minuten gemischt
und anschließend in normalen Kokskammern, die gewöhnlich der Verkokung von Steinkohle
dienen, bei einer Temperatur von 1200° C verkokt. Es entsteht ein fester, stark
zellwandiger Koks mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 60 Ohm mm2/m
und einem Porenvolumen von 35%.