DE1182575B - Verfahren zur Herstellung eines Kohle- oder Graphitkoerpers fuer den Anschluss von Elektroden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Kohle- oder Graphitkoerpers fuer den Anschluss von Elektroden

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DE1182575B
DE1182575B DEG32679A DEG0032679A DE1182575B DE 1182575 B DE1182575 B DE 1182575B DE G32679 A DEG32679 A DE G32679A DE G0032679 A DEG0032679 A DE G0032679A DE 1182575 B DE1182575 B DE 1182575B
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Edward C Thomas
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Great Lakes Carbon Corp
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Description

  • Verfahren zur Herstellung eines Kohle-oder Graphitkörpers für den Anschluß von Elektroden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kohle- oder Graphitkörpers für den Anschluß von Elektroden mit großem Durchmesser und größerer Druckfestigkeit als 140 kg/cm2 und mit besonders guten Eigenschaften bei Wärmeausdehnung, insbesondere in Form von Nippeln aus Graphit zur Verbindung von Kohle- und Graphitelektroden miteinander.
  • Bei einem bekannten Verfahren zur Verbindung von Elektroden in einer Säule für elektrische Öfen verwendet man eine Anordnung mit Gewinde zum Anschluß der Enden mit Ausnehmungen (Fassungen) für den Anschluß von Elektroden. Derartige Anordnungen sind als Elektrodenfassungen allgemein bekannt. Bei Anwendung dieses bekannten Verfahrens erhält man Nippel, die einen geringeren Querschnitt haben als die Säulen, die sie tragen. Der Nippel soll im allgemeinen eine höhere Zugfestigkeit haben als das Gegengewicht der Säule. Überschreitet die diametral gemessene thermische Ausdehnung des Nippels diejenige der Elektrodenfassung, mit denen er verbunden werden soll und in welche er eingehüllt ist, dann entstehen außerordentlich hohe Zug- oder Ringspannungen in den Wänden der Fassung durch die Ausdehnung des Nippels sowohl bei der Erwärmung des Verbindungsstücks als auch bei plötzlicher Abkühlung des erwärmten Verbindungsstücks. Diese Beanspruchungen können sehr wohl die Zerreißfestigkeit des Fassungsmaterials übertreffen. Eine Folge dieser Zugbeanspruchung ist häufig die, daß die Fassungswand zerbricht, wobei meistens auch diejenigen Teile der Säule zu Bruch gehen, die unterhalb des Sprunges liegen.
  • Es ist bekannt, derartige Fassungssprünge dadurch zu vermeiden, daß man besonders gestaltete Nippel oder Klemmen verwendet. Die bekannten Verfahren dieser Art haben um allgemeinen geringe Erfolge, führen aber bei Wegnahme konstruktiv wichtiger Teile des Nippels immer zu einer Schwächung der Gesamtanordnung.
  • Bei der Herstellung von Nippeln für Graphitelektroden war es bisher im allgemeinen üblich, normalen Ölkoks zu verwenden, beispielsweise solchen, wie er beim Verkoken von Vorschaltölen oder reduzierten Grudeölen in den üblichen Kokereien (mit Verzögerung arbeitenden Kokereien, Muschelbrennereien usw.) verwendet wird. Nippel aus solchen Kokereierzeugnissen haben im allgemeinen eine bemerkenswerte Allgemeinfestigkeit und auch verhältnismäßig hohe Koeffizienten der Wärmeausdehnung. Werden solche Nippel bei Elektroden verwendet, die aus einer Kohle gleicher Güte hergestellt sind, dann ist das Problem ihrer Verbindung nicht so schwer zu lösen, obwohl eine solche Anordnung aus anderen Gründen nachteilig ist. Werden dagegen solche Nippel benutzt, um Elektroden aus Elektrodenkohle höherer Qualität anzuschließen, dann ergeben sich Lösungen, wie sie beispielsweise mit Kohle mit einer nadelähnlichen Struktur zu erreichen sind. Eine derartige bekannte Kohle erhält während der Extrusion eine parallel gerichtete Ausrichtung; es treten aber auch in diesem Falle wegen der größeren thermischen Ausdehnung des Nippels gegenüber derjenigen der Elektrodenfassungen häufig Fassungssprünge auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches sich zur Herstellung eines Kohle- oder Graphitkörpers für den Anschluß von Elektroden mit großem Durchmesser und größerer Druckfestigkeit als 140 kg/cm2 eignet.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß durch eine Düse eine Mischung aus zerkleinertem, nadelförmigem Koks mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 25 - 10-7 und Pechbinder herausgepreßt wird, wobei letzterer durch Erwärmung in einen plastischen Zustand gelangt, und daß hierauf der Körper im plastischen Zustand in einem Behälter oder in einem Gesenk in der Längsrichtung komprimiert und der Durchmesser um 1 bis 30 % vergrößert wird, so daß sich eine Abnahme der Wärmedehnung in Querrichtung des Erzeugnisses in einem solchen Ausmaß ergibt, daß das Verhältnis des in der Querrichtung gemessenen Wertes zu dem in der Längsrichtung gemessenen Durchschnittswert des Wärmedehnungskoeffizienten (20 bis 1400°C) des komprimierten Erzeugnisses nach dem Brennen und Graphitieren in dem Bereich zwischen 1,2 und etwa 1,5 liegt.
  • Vorzugsweise verwendet man bei dem Verfahren nach der Erfindung eine Extrusionsdüse, deren Innenraum rechteckige Form hat.
  • Gemäß einem besonderen Erfindungsgedanken kann das Verfahren so ausgeführt werden, daß die plastische Mischung aus Petrolkoks und Pech in Form eines Rohres ausgepreßt wird und daß das herausgepreßte Rohr in einer Form oder in einem Behälter von annähernd gleichem Durchmesser, wie ihn das herausgedrückte Stück aufweist, in axialer Richtung zusammengepreßt wird, so daß der ausgehöhlte Teil des Rohres ganz oder teilweise durch die plastische Masse verdrängt wird.
  • Es ist gefunden worden, daß die Eigenschaften der thermischen Ausdehnung in der Querrichtung bei einer im Wege des Extrusion erhaltenen Mischung aus einer solchen Kohle mit einem Bindemittel aus Pech geregelt und günstig herabgesetzt werden können, wenn man das durch die Extrusion gewonnene Erzeugnis verschiedenen weiteren Behandlungen unterwirft. Beispielsweise kann das Erzeugnis nach der Extrusion in der Längsrichtung komprimiert werden, während man gleichzeitig eine Expansion in Richtung des Durchmessers zuläßt. Durch diese Verfahrensschritte kann eine Verbesserung der thermischen Eigenschaften erzielt werden ohne Einbuße an anderen günstigen Eigenschaften in dem gebrannten und graphitierten Erzeugnis, wenn man die Dehnung in diametraler Richtung auf etwa 1 bis 30'% und vorzugsweise auf Werte zwischen etwa 10 und 20% begrenzt. Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Zuschlagstoffe zu der Kohle eine nadelähnliche Struktur aufweisen. Derartige Kohle- oder Koksarten haben nicht nur einen metallischen Glanz und ein strahlendes Aussehen, wenn sie mit dem bloßen Auge beobachtet werden, sondern auch, wenn die Kohle peinlich genau gemahlen und unter einem Mikroskop geprüft wird. Eine derartige Kohle hat im Vergleich zu gewöhnlichen Kohlesorten einen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand und einen niedrigeren Koeffizienten der thermischen Ausdehnung. Jede Kohle mit nadelähnlicher Struktur ist an sich geeignet, vorausgesetzt, sie hat einen Durchschnitt des Wärmedehnungskoeffizienten (300 bis 800° C) von weniger als 25 -10-7, wie er sich bei einem typischen Verfahren ergibt, das im folgenden noch näher beschrieben werden soll.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geht man von einer Extrusionsmischung aus, wie sie oben beschrieben ist. Diese Mischung wird bis zur Temperatur der Plastifizierung erwärmt und durch eine zylindrische Düse gespritzt, die einen Durchmesser von etwa 20 bis 30 cm hat. Um ein Ausgangsmaterial für die Nippel von Elektroden mit einem Durchmesser von etwa 46 bis 61 cm zu gewinnen. Vorzugsweise hat diese Extrusionsdüse eine innere Umrißlinie, die etwa der Schieleschen reibungsfreien Kurve entspricht. Ein Stück des durch Extrusion gewonnenen Erzeugnisses geeigneter Länge wird dann in axialer Richtung in einem Behälter oder in eine Form von solcher Konstruktion gebracht, daß eine Kompression in einer Längsrichtung und eine Expansion in Richtung des Durchmessers ermöglicht wird, die bei etwa 10 bis etwa 20% der halben Strecke zwischen den Enden des Erzeugnisses liegt. Der Behälter oder die Form sollten nach ihren Enden zu konisch gestaltet sein, so daß das `komprimierte Endprodukt einen Durchmesser hat, der sich in den beiden Hälften nach den Enden zu gleichförmig verringert. Beim Brennen und Graphitieren in der üblichen Weise kann das Graphitmaterial unter einem Minimum von Abfall in einen konischen Nippel verarbeitet werden.
  • Da sich die charakteristischen Eigenschaften der thermischen Ausdehnung eines Kohlekörpers je nach dem Ablauf des Verfahrens und der Formgebung ändern können, ist es erforderlich, das Verfahren zu seiner Herstellung dadurch deutlich zu kennzeichnen, daß man den Wärmedehnungskoeffizienten einer speziellen Kokssorte genau festlegt, die sich für die Anwendung bei der Erfindung eignet. Die Kohle, deren Wärmedehnungskoeffizienten bestimmt werden sollen, wird so lange gemahlen, bis 100% der Teilchen durch ein 40-Maschen-Sieb nach T a y 1 o r hindurchgehen. Dieses Koksmehl wird dann mit einem Pechbinder gemischt und durch eine Düse herausgepreßt, die einen Durchmesser von etwa 25,4 mm hat und eine innere Umrißlinie, die der reibungsfreien Kurve von Schiele ähnelt. Das herausgepreßte Produkt wird dann wie üblich gebrannt und graphitiert. Die Messungen der thermischen Ausdehnung werden bei 300 und bei 800'C vorgenommen, worauf der Durchschnittskoeffizient für diesen Bereich berechnet wird. Dieser Durchschnittskoeffizient sollte dann in den Arbeitsbereich für die betreffende Kohle fallen und das entsprechende Material zur Herstellung von Nippeln nach dem Verfahren gemäß der Erfindung benutzt werden. Dieses Meßverfahren wird auch dazu benutzt, um den Durchschnittskoeffizienten (C. T. E:) des Nippels im Bereich zwischen 20 und 1400°C zu bestimmen. Die Wärmedehnungswerte oder Koeffizienten, die hier genannt werden, haben die Dimension cm/CM/0 C.
  • Die Verbesserung, die dadurch gewonnen wird; daß der extrudierte Nippelblock, der in axialer Richtung in eine Form zusammengepreßt wird, die einen etwas größeren Durchmesser hat, ist auf die sich ergebende Zerstörung der Orientierung der nadelartigen Teilchen zurückzuführen. Wie oben bereits erwähnt, hat die Extrusion zur Folge, daß die Teilchen in Richtung dieser Extrusion ausgerichtet sind. Diese Ausrichtung der Teilchen hat eine tiefgreifende Wirkung auf gewisse Eigenschaften des Kohlekörpers als Ganzes betrachtet. Besonders zu erwähnen sind von diesen Eigenschaften die Koeffizienten der Wärmeausdehnung sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung. Wird das herausgepreßte «grüne« Material in der Längsrichtung komprimiert, wie es die vorliegende Erfindung lehrt, dann kann die anisotropische Anordnung von Teilchen allmählich geändert werden, so daß sich eine regelmäßige isotropische Anordnung ergibt. Infolge der annähernd isotropischen Anordnung der Partikelchen sind auch die Eigenschaften hinsichtlich der thermischen Expansion in größerer Annäherung isotropisch. Hat man nun die Kompression des herausgedrückten Stückes weit genug getrieben, so ergibt sich eine bemerkenswerte isotropische Anordnung der Teilchen und dementsprechend praktisch isotropische Eigenschaften der thermischen Expansion. Eine vollständige isotropische Anordnung ist indessen für Nippelwerkstoff nicht erwünscht, weil es. zur Erreichung dieses Ziels erforderlich ist, den longitudinalen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung auf ein ungünstiges Maß zu erhöhen. Ist dieser longitudinale Koeffizient zu groß, dann besteht ein zu großer Unterschied zwischen diesem und dem longitudinalen Koeffizienten der Elektrodenfassung aus Kohle oder Graphit, in welcher der Nippel befestigt werden soll. Das Resultat dieser ungünstigen relativen Dehnung besteht darin, daß Temperatursteigerungen Spannungen zur Folge hätten, die zur Lockerung der Verbindung führen würden. Es ist daher erforderlich; die anisotropische Ausrichtung von Teilchen in einem solchen Ausmaß zu ändern, daß der Querkoeffizient der Wärmedehnung genügend weit herabgesetzt wird, um Fassungssprünge zu vermeiden, aber auf der anderen Seite nicht auf einen so höhen Grad, daß sich ein Zustand herausbildet, der auch wieder eine starke Lockerung der Verbindung zur Folge hätte. Es ist gefunden worden, daß das gewünschte Ergebnis dadurch erreicht wird, daß man den extrudierten Nippelblock in axialer Richtung nur in einem solchen Ausmaß zusammenpreßt, daß man seinen Durchmesser im Bereich von 1 bis 30% und vorzugsweise zwischen 10 und 20% vergrößert. Diese Beschränkungen der Zunahme des Durchmessers kann auch als eine solche Zunahme des Durchmessers, festgesetzt werden, daß das Verhältnis von Querkoeffizient zum Längskoeffizienten der Wärmedehnung (20 bis 1400° C) des komprimierten Erzeugnisses nach dem Brennen und Graphitieren im Bereich von ungefähr 1,2 bis ungefähr 1,5 liegt.
  • Obwohl man bei der praktischen Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung am besten so verfährt, daß man ein festes zylindrisches, durch Extrusion gewonnenes Stück auf einen größeren Durchmesser bringt, ist es auch möglich, die gleichen Ergebnisse durch eine Änderung dieser einzelnen Verfahrensstufen zu erreichen. Ist beispielsweise das herausgedrückte Stück, das komprimiert werden soll, ein hohles Rohr, dann erhält man das gewünschte Ergebnis erfindungsgemäß dadurch, daß man das Rohr in einer Form oder in einem Behälter von annähernd gleichem Durchmesser, wie ihn das herausgedrückte Stück aufweist, in axialer Richtung zusammenpreßt mit dem Ergebnis, daß der ausgehöhlte Teil des Rohres ganz oder teilweise durch die plastische Masse gefüllt wird.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung und wenn der zu komprimierende herausgepreßte Block einen rechteckigen Querschnitt oder irgendeine andere unregelmäßige Querschnittsform aufweist, dann erhält man das gewünschte Ergebnis durch axiale Kompression auf solche Weise, daß der Querschnittsbereich innerhalb der obenerwähnten Grenzen liegt. Die Wirkung des Kompressionsvorgangs besteht darin, daß man die anisotropische Anordnung der sich aus der Extrusion ergebenden Teilchen in Nichtausrichtung bringt.
  • Es gehört ferner zur Zielsetzung der Erfindung, sämtliche Verfahren einzubeziehen, durch welche eine Zunahme des Querschnittbereichs durch Zusammendrückung einer herausgepreßten Vorform mit irgendeinem beliebigen Querschnitt in der Längsrichtung erzielt werden kann. So kann beispielsweise bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Kohlenstoffmasse der oben beschriebenen Art zusammen mit einem Pechbinder; wobei die Mischung auf eine Temperatur im Bereich von 140 bis 170°C erwärmt worden ist, . durch eine Düse herausgepreßt werden, deren innere Umrißlinie ähnlich einer Schiele-Kurve ist, wobei die Düse einen vergrößerten Querschnitt gleichförmigen Durchmessers am Ende des geraden Teils der Düse aufwies. Am Anfang des Bearbeitungsvorganges wird das offene Ende des Abschnittes mit dem größeren Querschnitt mit einem Stöpsel verschlossen oder auf andere Weise blockiert und die Mischung aus nadelförmigen Kohleteilchen und Pechbinder durch die Düse in den verbreiterten Teil gepreßt, bis letzterer vollständig gefüllt ist; hierauf wird der Stöpsel oder die Abdichtung entfernt und die Extrusion fortgesetzt, bis das Rohmaterial erschöpft ist. Die Viskosität der Mischung der nadelförmigen Koksteilchen und des Pechbinders werden so eingestellt, daß genügend Reibung oder Bremsung der Mischung an den Wänden des verbreiterten Teiles der Düse auftreten, um einen ebenbürtigen Rückdruck während des Extrusionsvorganges zu erzeugen. Durch Einstellung des Durchmessers des verbreiterten Teils der Düse auf den Durchmesser des vorhergehenden geraden Teiles erreicht man den gewünschten Grad der Dehnung der ursprünglichen Vorform.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden Kohlenstoff- oder Graphitkörper mit, genau eingestellten thermischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich ihres Verhaltens bei longitudinaler und transversaler thermischer Expansion durch eine Düse- der soeben beschriebenen Art durch Extrusion herausgepreßt, und der Strom der kohlestoffhaltigen Mischung, der gerade herausgepreßt worden ist, wird durch Ausübung einer Torsionsbewegung auf die herausgepreßte Mischung geändert, wobei die Torsions- oder Drallbewegung zusätzlich zu der normalen laminaren Axialströmung erteilt wird, die eine Extrusionsmischung bei einem normalen Extrusionsvorgang erfährt. Die Torsions- oder Drallbewegung wird der Extrusionsmischung dadurch erteilt, daß man der Innenfläche des profilierten Teils der Düse eine i>Schraubenforrri« gibt, die ähnlich der Anbringung von Zügen in einem Kanonenrohr ist. Da die Charge durch den geänderten Teil der Düse hindurchgedrückt wird, erfährt sie eine Drallbewegung relativ zu dem Material, das in dem geraden Teil der Düse zusammengepreßt ist. Die Drallbewegung sollte in der Größenordnung von 15 bis 45° und vorzugsweise zwischen 25 und 35° liegen, relativ zu bzw. um die Extrusionsachse gemessen. Diese Art der Behandlung bringt nicht nur die Ausrichtung der nadelartigen Koksteilchen auseinander, um eine Einstellung der relativen thermischen Expansion in der Querrichtung zu der Längsrichtung des endgültigen Kohle- oder Graphitkörpers zu bekommen, sondern es hat sich darüber hinaus ergeben, daß diese Art der Extrusion Hohlraumbildungen verringert und auch in gewissem Umfang die Porosität, die sich normalerweise bei solchen Extrusionen ergibt, die nach den üblichen Extrusionsverfahren vorgenommen werden. Ein Wirkung der obenerwähnten Komponente der Drallbewegung, welche die Züge in der Düse hervorrufen, besteht darin, daß die langen Achsen der normalerweise geometrisch ausgerichteten anisotropischen Koksteilchen in bezug auf die Extrusionsachse schräg gestellt werden und damit auch relativ zu der Längsachse des extrudierten Körpers.
  • Zur besseren Erläuterung des Wesens der Erfindung sollen im folgenden zwei verschiedene Ausführungsbeispiele gegeben werden: Beispiel I Ein nadelähnlicher Petrolkoks mit einem durchschnittlichen Wärmedehnungskoeffizienten (300 bis 800°C) von 23 wurde auf eine Teilchengröße von 600'/o 40 Maschen je Flächeneinheit gemahlen und in der üblichen Weise mit einem Pechbinder gemischt. Die Mischung wurde dann so lange erwärmt, bis sie plastisch wurde und dann durch eine Extrusionspresse der Bauart, wie man sie beim Extrudieren von Elektroden verwendet, durch eine Düse extrudiert, welche die übliche innere Umrißlinie hatte, die einer Schiele-Kurve entspricht. Das sich ergebende extrudierte Stück, welches einen Durchmesser von 25,4 cm hatte, wurde in drei Stücke gleicher Länge geschnitten. Zwei dieser Stücke wurden zentral in Zylindern ausgerichtet, die 28,57 bzw. 33,02 cm lichte Weite hatten. Nach erneuter Erwärmung auf die Plastifizierungstemperatur wurde ein Preßdruck von 175 kg/cm2 in Richtung der Längsachse eines jeden Zylinders ausgeübt, um die Durchmesser der Stücke auf diejenigen der Zylinder auszudehnen. Das dritte Stück wurde nicht komprimiert. Die drei Stücke wurden dann in der üblichen Weise gebrannt und bei etwa 2900° C graphitiert. Es wurden dann Messungen der thermischen Ausdehnung in der Querrichtung und in der Längsrichtung in den entsprechenden Stücken durchgeführt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle zusammengefaßt: Durchschnittlicher Wärmedehnungskoeffizient (20 bis 1400°C) eines extrudierten graphitierten Blocks von 25,4 cm Durchmesser bei Dehnung auf größere Durchmesser mit und ohne Kompression
    Bezugswerte Dehnung von Dehnung von
    (Durchmesser 25,4 cm auf 25,4 cm auf
    25,4 cm) 29,21 cm 33,02 cm
    107 Durchmesser Durchmesser
    .107 -107
    In der Querrichtung ............................. 51,7 48,8 45,5
    In der Längsrichtung ............................ 30,1 33,2 40,1
    Verhältnis der beiden Koeffizienten zueinander ..... 1,72 1,47 1,13
    Eine Prüfung dieser Meßwerte ergibt, daß die Kompression in axialer Richtung zusammen mit der sich daraus ergebenden Vergrößerung des Durchmessers eine Abnahme des Koeffizienten der thermischen Expansion in der Querrichtung ergibt. Das auf einen Durchmesser von 28,57 cm (das ist eine Zunahme von etwa 13 %) vergrößerte Stück erfuhr eine Verringerung seines in der Querrichtung gemessenen Wärmedehnungskoeffizienten um etwa 51g2'0/0. Das in seinem Durchmesser auf 33,02 cm vergrößerte Stück (das ist eine Zunahme von 30°/0) erfuhr eine Verringerung seines in der Querrichtung gemessenen Wärmedehnungskoeffizienten von etwa 12%. In ähnlicher Weise nahm das Verhältnis von Querkoeffizient zu Längskoeffizient in jedem einzelnen der obigen Fälle ab.
  • In den -F i g. 1 und 2 der Zeichnung sind die oben angeführten Ergebnisse und weitere Zusammenhänge anschaulich wiedergegeben.
  • In den Figuren der Zeichnung bezieht sich die Ausdrucksweise »Strecken« auf die Zunahme des Durchmessers in jedem Zeitelement.
  • F i g. 1 zeigt den Einfluß einer Zunahme des Durchmessers auf die Quer- und Längskoeffizienten der thermischen Expansion, die sich aus der systematischen Dehnung oder Streckung grüner extrudierter Blöcke ergab; F i g. 2 veranschaulicht die Abnahme des Verhältnisses von Längs- zu Querkoeffizient, die sich aus der gleichen Dehnung grüner extrudierter Blöcke ergab.
  • Aus den Kurven in beiden Figuren ersieht man, daß bei genügend weit getriebener Dehnung das endgültige Ergebnis isotropisch ist. Wie oben bereits erwähnt worden ist, wäre diese Bedingung für einen Nippelblock unerwünscht, weil sie zu losen Verbindungen führen würde, wenn die Nippel den hohen Temperaturen ausgesetzt würden, die in elektrothermischen Öfen auftreten, obwohl diese Bedingung an sich für andere Verwendungszwecke von Graphitblöcken durchaus erwünscht ist. Beispiel II Eine Mischung aus nadelähnlichen Kohleteilchen (wie sie in Verbindung mit dem Beispiel I beschrieben ist) und ein Pechbinder wurden so lang erwärmt, bis sie plastisch wurden und dann mit Hilfe einer Extrusionspresse, wie man sie beim Extrudieren von Elektroden verwendet, durch eine Düse extrudiert, welche die übliche Umrißlinie einer Schiele-Kurve hatte. Am Austrittsende dieser Düse war eine zweite zylindrische Düse angeordnet, deren Innendurchmesser etwa 15 % größer war als der Durchmesser des geraden Teils der Extrusionsdüse. Das Austrittsende dieser Düse mit dem größeren Durchmesser war anfangs verschlossen und dann begann der Extrusionsvorgang. Nachdem nun der verbreiterte Teil der Düse mit der plastischen Mischung gefüllt war, wurde der Stöpsel entfernt und der Extrusionsvorgang fortgesetzt. Es wurden dann einzelne Abschnitte der erweiterten Extrusionsformen in der üblichen Weise gebrannt und graphitiert, und es wurden die Messungen der thermischen Expansion in Querabschnitten und Längsabschnitten dieser Stücke vorgenommen. Die Werte für die Quer- und Längskoeffizienten der thermischen Expansion und das Verhältnis der beiden Koeffizienten zueinander waren annähernd die gleichen wie in der Tabelle des Beispiels I. Unter gewissen Bedingungen kann es erwünscht sein, den Nippelblock nach dem Brennvorgang zu imprägnieren, beispielsweise wenn ein ungewöhnlich höherer Grad mechanischer Festigkeit im Zuge der Elektrode erforderlich ist. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken wird daher das Verfahren nach der Erfindung so modifiziert, daß ein gebrannter Kohlenippel, der gemäß der Erfindung geformt worden ist, nun zusätzlich noch mit Pech oder Teer imprägniert wird, wobei das Pech aus Destillaten der Steinkohlenteerdestillation abgeleitet ist. Es können eine oder mehrere Imprägnierungen vorgenommen werden, wobei auf jede Imprägnierung ein Brennvorgang folgt, um die Kohlenwasserstoffbestandteile in dem Imprägnierungsmittel in Kohlenstoff zu verwandeln.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Kohle- oder Graphitkörpers für den Anschluß von Elektroden mit großem Durchmesser und größerer Druckfestigkeit als 140 kg/cm2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß durch eine Düse eine Mischung aus zerkleinertem, nadelförmigem Koks mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 25. 10-7 und Pechbinder herausgepreßt wird, wobei letzterer durch Erwärmung in einen plastischen Zustand gelangt, und daß hierauf der Körper im plastischen Zustand in einem Behälter oder in einem Gesenk in der Längsrichtung komprimiert und der Durchmesser um 1 bis 30% vergrößert wird, so daß sich eine Abnahme der Wärmedehnung in Querrichtung des Erzeugnisses in einem solchen Ausmaß ergibt, daß das Verhältnis des in der Querrichtung gemessenen Wertes zu dem in der Längsrichtung gemessenen Durchschnittswert des Wärmedehnungskoeffi.-zienten (20 bis 1400°C) des komprimierten Erzeugnisses nach dem Brennen und Graphitieren in dem Bereich zwischen etwa 1,2 und etwa 1,5 liegt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Extrusionsdüse mit rechteckigem Innenraum verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Mischung aus Petrolkoks und Pech in Form eines Rohres ausgepreßt wird und daß das herausgepreßte Rohr in einer Form oder in einem Behälter von annähernd gleichem Durchmesser, wie ihn das herausgedrückte Stück aufweist, in axialer Richtung zusammengepreßt wird, so daß der ausgehöhlte Teil des Rohres ganz oder teilweise durch die plastische Masse verdrängt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine kreiszylhidrische Vorform mit einem Durchmesser von etwa 20 bis 30 cm aus dieser Mischung durch eine Düse herausgepreßt wird, deren innere Umrißlinie einer Schieleschen Kurve ähnlich ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Vorform, die bis zur Erreichung eines plastischen Zustandes erwärmt worden ist, in einem Behälter oder in einer Form von solcher Konstruktion komprimiert wird, daß ihr Durchmesser bei etwa 10 bis 20% der halben Strecke zwischen den Enden des Erzeugnisses vergrößert wird und das komprimierte Erzeugnis einen Durchmesser erhält, der sich in den beiden Hälften nach seinen Enden zu infolge der inneren Form der Düse gleichförmig verringert.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Vorform in einen zylindrischen Behälter eindringt, so daß die Achse der Vorform mit der Achse des Behälters praktisch ausgerichtet ist, und der Behälter einen Durchmesser hat, der um etwa 10 bis 20'% größer ist als der Durchmesser der Vorform, und daß die Vorform von neuem so lange erwärmt wird, bis sie ihren plastischen Zustand erreicht hat und schließlich komprimiert und/oder in der Längsrichtung gedehnt wird, solange sie sich in dem Behälter befindet und bis sie die Gestalt des Behälters angenommen hat.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Kohle- oder Graphitkörpers für den Anschluß von Elektroden aus Graphit mit einem Durchmesser von etwa 46 bis 61 cm, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugnis, welches nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt worden ist, nach erfolgter Kompression dem Behälter oder Gesenk entnommen, gebrannt und graphitiert und schließlich in die Form eines Graphitnippels gebracht wird.
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