DE1179851B

DE1179851B - Abbrandschutz fuer Kunstkohlekoerper

Info

Publication number: DE1179851B
Application number: DES67913A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Techn Erich Fitzer; Dr Rer Nat Othmar Ru Dipl-Chem; Dr Techn Alfred J Pel Dipl-Ing
Original assignee: Siemens Plania Werke AG
Current assignee: Siemens Plania Werke AG
Priority date: 1960-04-04
Filing date: 1960-04-04
Publication date: 1964-10-15

Description

Abbrandschutz für Kunstkohlekörper Die Erfindung bezieht sich auf einen Abbrandschutz für Kunstkohlekörper.
Um Kunstkohlekörper gegen Abbrand zu schützen, ist es bekannt, sie mit Phosphorsäure zu imprägnieren. Der hierdurch erreichte Schutz wirkt jedoch nur bis maximal 800°C.
Ferner ist es bekannt, Kohleformkörper zur Bildung einer korrosionsfesten Abdeckschicht mit Titansilizid zu überziehen. Hierbei ist es jedoch erforderlich, bei stickstofffreier Atmosphäre zu arbeiten und die Titansilizidschicht bei Temperaturen von etwa 1600°C aufzubringen oder zu verschmelzen. Derartige Deckschichten wirken vor allem oberhalb 800°C. Unterhalb 800°C bilden diese Silizide keine zusammenhängenden oxydischen bzw. silikatischen oder Si02-Schutzschichten aus.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den durch die bekannten Maßnahmen erzielten Abbrandschutz zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Körper mit einer aus Phosphorsäure und einem Karbid und/oder einem Silizid gebildeten Schutzschicht versehen werden.
Vorzugsweise werden die Körper zunächst mit Phosphorsäure imprägniert, dann mit einer Schicht einer Karbid- bzw. Silizidmasse umhüllt und dann bis zur Haftung der Schicht erhitzt. Die Karbid- bzw. Silizidmasse kann als Bindemittel eine Phosphorsäure-Tonerde-Mischung enthalten und/oder Furfurylalkohol und/oder Polyviol. Vorzugsweise werden die furfurylalkohol- bzw. polyviolgebundenen Karbid- bzw. Silizidmassen als weitere Deckschicht außen auf die phosphorsäure-tonerde-gebundene Karbid- bzw. Silizidschicht aufgebracht. Besonders vorteilhaft ist es, die Körper nacheinander mit zwei in ihrer Zusammensetzung verschiedenen Schichten zu bedecken.
So hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, die Körper zunächst mit Phosphorsäure und dann mit einem Gel eines hochtemperaturbeständigen Stoltes zu bestreichen und dann mit einer Schicht einer Karbid- bzw. Silizidmasse zu bedecken.
Eine verbesserte Wirkung des Abbrandschutzes wird noch erzielt, wenn der Phosphorsäure ein Phosphat zugesetzt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es, Siliziddeckschichten auch auf Kunstkohleformkörper beliebiger Abmessungen aufzubringen. Da das Aufstreichen oder Aufsprühen oder ähnliche einfache Verfahren zur Aufbringung der genannten Stoffe auf Kohleformkörper bei Raumtemperatur vorgenommen werden kann und die einzige erforderliche Temperaturbehandlung, z. B. eine Trocknung an Luft oder bei etwas erhöhter Temperatur, zur Aushärtung der Kunstharzschicht technisch keine besondere Anforderung stellt, können beispielsweise auch Elektroden mit Abmessungen von etwa 2 m Länge und 600 bis 700 mm Durchmesser unschwer behandelt werden. Die erreichte Abbrandschutzwirkung reicht über den gesamten praktisch auftretenden Oxydationsbereich für Kunstkohlekörper, nämlich unterhalb 800°C durch die Schutzwirkung der Phosphorsäure und oberhalb 800°C durch die Siliziddeckschicht.
Beispiel l Graphitstäbe, die zwischen 600 und 1000°C in oxydierender Atmosphäre eingesetzt werden sollen, wurden zur Verminderung des Abbrandes folgendermaßen behandelt: Bestreichen der Stäbe mit 70- bis 75°/oiger Phosphorsäure. Danach als zweiter Anstrich eine Mischung aus 80 % Tonerdegel -I- 20 °/o Kieselsäuregel. Nach vorsichtiger Trocknung beider Anstriche bei 350 bis 400°C werden die Stäbe nochmals mit einem Anstrich, bestehend aus 20 % TiSia-Pulver -I- 20 % SiC (beides feiner als 10 #t) in hydrolysierter Äthylsilikatlösung mit 15 °/o Si0" überzogen. Nach Trocknung des letzten Überzuges bei 500°C sind die Stäbe einsatzbereit. Es hat sich gezeigt, daß oben beschriebene Vorbehandlung zu einer Abbrandverminderung von 60 bis 80 °/o im Vergleich zu nicht geschütztem Graphitmaterial geführt hat. Beispiel 2 Graphitformkörper wurden in eine 15 0/,Aluminiumphosphat enthaltende Phosphorsäurelösung getaucht. Nach 5 Minuten werden diese herausgeholt und mit einer Suspension von 20°/a MoSiz-Pulver < 15 #t in 75%iger Tonerdegellösung gespritzt. Zum Schluß werden die Körper mit Heißluft (200 bis 300°C) getrocknet.
Derart geschützte Graphitkörper haben im Vergleich zu nicht vorbehandelten Proben bei 800°C an Luft eine vervielfachte Lebensdauer.
Beispiel 3 Zum Schutz gegen Abbrand werden Graphitformkörper mit 85°/oiger Phosphorsäure imprägniert. Die Abbindung der Phosphorsäure an der Oberfläche erfolgt mittels einer Mischung von 70°/oiger Tonerdegellösung und Furfurylalkohol, die als Feststoffanteil etwa 200/, SiC-Pulver < 10 #t enthält. Hierzu kann mit Vorteil eine Spritzpistole verwendet werden.
Fertig imprägnierte Körper sind gegen Abbrand bei 700 bis 800°C beständig.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Abbrandschutz versehenen Kunstkohlekörper schematisch dargestellt.
Der Grundkörper 1 besteht aus Graphit und ist mit Phosphorsäure imprägniert. In dem Grundkörper 1 befindet sich eine Schicht 2 aus Silizidkorn, beispielsweise aus 80°/o MoSi, und 20°/o TiSi, zusammengesetzt. Bindemittel für das Silizidkorn ist Aluminiumphosphat.

Claims

Patentansprüche: 1. Abbrandschutz für Kunstkohlekörper, d a -durch gekennzeichnet, daß die Körper mit einer aus Phosphorsäure und einem Karbid und/oder einem Silizid gebildeten Schutzschicht versehen werden.
2. Abbrandschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper zunächst - mit Phosphorsäure imprägniert, dann mit einer Schicht einer Karbid- bzw. Silizidmasse umhüllt und dann bis zur Haftung der Schicht erhitzt werden.
3. Abbrandschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karbid- bzw. Silizidmasse als Bindemittel eine Phosphorsäure-Tonerde-Mischung enthält.
4. Abbrandschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karbid- bzw. Silizidmasse Furfurylalkohol als Bindemittel enthält.
5. Abbrandschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karbid- bzw. Silizidmasse Polyviol als Bindemittel enthält.
6. Abbrandschutz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper nacheinander mit zwei in ihrer Zusammensetzung verschiedenen Schichten bedeckt werden.
7. Abbrandschutz nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper zunächst mit Phosphorsäure und dann mit einem Gel eines hochtemperaturbeständigen Stoffes bestrichen werden und daß sie dann mit einer Schicht einer Karbid- bzw. Silizidmasse bedeckt werden. B. Abbrandschutz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphorsäure ein Phosphat zugesetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1009 093; USA.-Patentschrift Nr. 2 685 542.