DE2162246C3

DE2162246C3 - Messverfahren zur Bestimmung der Graphitierungstemperatur und des Graphitierungsgrades von graphitierten Kokspulvern und zur Kontrolle der Temperatur und Temperaturverteilung in Graphitierungsöfen

Info

Publication number: DE2162246C3
Application number: DE19712162246
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Dipl.Chem.Dr. 6451 Rodenbach Herrmann; Kurt 6450 Hanau Wippich
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1971-12-15
Filing date: 1971-12-15
Publication date: 1974-11-07
Also published as: DE2162246A1; DE2162246B2

Description

stoffes oder Kokspulvers bei vergleichbaren Preßdrücken mit steigendem Graphitierungsgrad zunimmt. 30 A b b. 2 zeigt die Abhängigkeit des spezifischen Wi-

derstandes ρ vom Preßdruck P für verschiedene Gra-

phitierungstemperaturen. Gleichzeitig kann man zeigen, daß diese Zunahme der Leitfähigkeit im wesentlichen darauf zurückzuführen ist, daß die Preßdichte

Graphitierte Petrolkokspulver werden unter 35 der Kokse mit der maximal erreichten Graphitieanderem zur Herstellung von Brennelementen für rungstemperatur steigt (A b b. 3 und 4). A b b. 3 Hochtemperatur-Reaktoren verwendet. Die Verar- zeigt die Abhängigkeit der Preßdichte d vom Preßbeitbarkeit solcher Kokspulver und das Bestrahlungs- druck P bei verschiedenen Graphitierungstemperatuverhalten der daraus gefertigten Brennelemente unter ren und A b b. 4 die Abhängigkeit des spezifischen Reaktorbedingungen hängen vom Graphitierungsgrad 40 Widerstandes ρ von der Preßdichte d. Die Preßdichte der Kokspulver ab. von Kokspulvern ist also ein Maß für deren Graphi-

Schwankungen in der Graphitierungstemperatur tierungstemperatur und damit für den Graphitieder Elektrographitpulver verursachen unterschied- rungsgrad. Die Relation zwischen Preßdichte und liehe Graphitierungsgrade und bewirken sehr große Graphitierungstemperatur ist charakteristisch für ein Eigenschaftsschwankungen der aus solchen Pulvern 45 Kokspulver definierter Herkunft und Körnung. Kennt hergestellten Produkte. man außerdem bei diesem Pulver die zu den Graphi-

Die Schwankungen der Graphitierungstemperatur tierungstemper»turen zugehörigen, aus der Gitter- und die Temperaturunterschiede im Graphitierungs- konstanten C₀ ermittelten Graphitierungsgrade, so ist ofen lassen sich nur mit größten Schwierigkeiten, in es möglich, durch eine einfache Messung der Preßden meisten Fällen überhaupt nicht, verfolgen. Die 50 dichte die maxL.,^ erreichte Graphitierungstemperaherkömmlichen Methoden zur Charakterisierung des tür und den Graphitierungsgrad dieses Pulvers zu Graphitierungsgrades sind entweder sehr aufwendig bestimmen (Abb. 5 und 6). Abb. 5 gibt die Ab-(Bestimmung der Gitterkonstanten und der Kristallit- hängigkeit der Preßdichte d von der Graphitierungsgrößen) oder aber nicht genau genug (Messung der temperatur HTT wieder, A b b. 6 die Abhängigkeit magnetischen Susceptihilität und der wahren Dichte), 55 der Preßdichte d vom Graphitierungsgrad g. um geringe Unterschiede im Graphitierungszustand Folgendes Beispiel soll die Vorteile des erfindungs-

von graphitierten Koksen aufzuzeigen. Auch ist es gemäßen Verfahrens aufzeigen, bekannt, den Graphitierungsgrad von graphitierten Ein Kokspulver, bei welchem die Relation zwi-

Kokspulvern aus der Dichte der Pulverkörner zu sehen Preßdichte und Graphitierungstemperatur bebestimmen (Journal of The American Ceramic 60 kannt ist (Eichkurve gemäß Abb. 5), ist bei einer Society, 48 [1965], S. 136), doch ist diese Methode nicht genau bekannten Temperatur graphitiert worsehr aufwendig. den. Die Messung der Preßdichte dieses Pulvers er-

Es wurde nun gefunden, daß eine Bestimmung der gibt einen Wert von 1,69 g/cm³ ( + 0,003). Aus der Graphitierungstemperatur und des Graphitierungs- Eichkurve des Pulvers (A b b. 5) ergibt sich für den grades von graphitierten Kokspulvern besonders ein- 65 Ordinatenwert 1,69 g/cm³ ein Abszissenwert von fach und besonders zuverlässig dadurch erfolgen 2400° C (±20° C). Die Graphitierungstemperatur kann, daß an einem zu einer Pulversäule gepreßten dieses Pulvers betrug demnach 2400° C. In ähnlicher graphitierten Kokspulver definierter Herkunft und Weise ergibt sich aus A b b. 6 für den Graphitie-

rungsgrad dieses Pulvers em Wert von 0,81. Eine nachfolgende Röntgenstrukturanalyse bestätigte diesen Wert.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren läßt sich auch zur nachträglichen Kontrolle von hohen Temperaturen einsetzen, die in industriellen öfen an bestimmten Stellen während einer Ofenfahii maximal erreicht werden. Das geschieht dadurch, daß man an die ζδ messenden Stellen des Ofens ein Kokspulver definierter Herkunft und Körnung einsetzt und nach der Ofenfahrt aus diesem Kokspulver unter definiertem Preßdruck eine Pulversäule herstellt, die Preßdichte dieser Pulversäule mißt und daraus über eine Eichkurve die Graphitierungstemperatur bestimmt.

Die Temperaturen eines Graphiuerungsofens sind nicht an allen Stellen meßbar. Zur Kontrolle der maximalen und minimalen Temperaturen eines solchen Ofens und zur Bestimmung des Temperatui gradienten werden an möglichst vielen Stellen de Ofens pulverförmige Pioben eines Petrolkokses ein gesetzt, bei welchem die Relation zwischen Preß dichte und Graphitierungstemperatur bekannt is (Eichkurve und Abb. 5).

Folgendes Beispiel soll diese erfindungsgemäßi Temperaturmessung näher erläutern.

Nach der Ofenfahrt mißt man die Preßdichten de

ίο in einem Ofen an mehreren Stellen eingesetzten Pul ver bei einem Preßdruck von 350 kp/cm² und finde als höchsten Wert 1,8 g/cm³ und als niedrigsten Wer 1,6 g/cm³. Aus der Eichkurve des Pulvers (Abb. 5 ergeben sich für diese Dichtewerte Graphitierungs

temperaturen von 3000 und 2100° C. Demnach be trug der Temperaturgradient bei der Graphitierunj 900° C.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Körnung die Preßdichte und/pHci der elektrische

_D . . ... Widerstand dieser Pulversäule bei definiertem Preß-

Patentanspruche: iSfo bekannter Wehe gemessen und aus einer

versäule gepreßten graphitierten Kokspulver de- phitpulversaule in einef K^s™yhnder gemesfinierter Herkunft ώα Körnung die Preßdichte sen. Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung der und/oder der elektrische Widerstand dieser Pul- io Meßapparatur. ₇„i;_nH_e, ο>λ ι_·

versäule bei definiertem Preßdruck in bekannter In den ^^^^^ftlll it I*

Weise gemessen und aus einer Eichkurve die A3) werden über eme Dosierrinne 30 g des getrock-Graphiuerungstemperatur und der Graphitie- neten Pulvers angefüllt. Nach dem,Einfüllen wird rungsgrad dei Pulvers entnommen werden. der Preßstempel 2 auf die Pulverschuttung gefahren.
2. Anwendung des Meßverfahrens nach An- i₅ Mit Hilfe der Ι^ΓλΪ \ (Ablesegenauigkeit sprach 1 zur nachträglichen Kontrolle von hohen 0,01 mm) wird die Hohe des Preßstempels und damit Temperaturen, die iÜ industriellen öfen an be- die Höhe der Graphitpulversaule im Zylinder bestimmten Stellen während einer Ofenfahrt maxi- stimmt. Am Preßstempel 2 und an der Bodenplatte 3 mal erreicht werden, dadurch gekennzeichnet, ist eine Gleichspannungsquelle angeschlossen. Durch daß an die zu messenden Stellen des Ofens ein ao Kontaktabgriffe wird der Spannungsabfall zwischen 8 Kokspulver definierter Herkunft und Körnung und 9 über eine konstante Meßstrecke in der Graphiteingesetzt und nach der Ofenfahrt aus diesem säule ermittelt Alternativ dazu kann der Spannungs-Kokspulver unter definiertem Preßdruck eine abfall auch über die Kontaktstellen 7 und 10 ermittelt Pulversäule hergestellt, die Preßdichte dieser Pul- werden.

versäule gemessen und daraus über eine Eich- as Bei der Messung der elektrischen Leitfähigkeit an kurve die Graphitierungstemperatur bestimmt gepreßten Pulvern unterschiedlicher Graphitierung wird. stellt man fest, daß die Leitfähigkeit eines Kohlen