DE339468C

DE339468C - Process for the production of a highly fire-resistant type of coke similar to petroleum coke as a base for electrodes

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Publication number: DE339468C
Application number: DE1919339468D
Authority: DE
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Priority date: 1919-12-09
Filing date: 1919-12-09
Publication date: 1921-07-26

Description

Verfahren zur Herstellung einer hochfeuerbeständigen, dem Petroleumkoks ähnlichen Koksart als Grundmasse für Elektroden. Die Kohlenelektroden, welche als elektrische Leitkörper bei allen thermischen Prozess-n Verwendung finden, werden. bekanntlich aus einer Mischung von Petrolkoks, Anthrazit und Teer hergestellt.Process for the production of a highly fire-resistant, petroleum coke similar type of coke as a base for electrodes. The carbon electrodes, which are called electrical conductors are used in all thermal processes. known to be made from a mixture of petroleum coke, anthracite and tar.

Die Elektroden bzw. Anoden für die Reduktion des Aluminiums sind in den elektrischen Öfen sehr den thermischen Einflüssen ausgesetzt und müssen daher aus sehr widerstandsfähigen Kohlenstoffen erzeugt werden. Man hat vorwiegend gerade für die Herstellung dieser Elektroden nur Petrolkoks benutzt. Infolge der Grenzverschiebungen ist der Petrolkoks jedoch nicht mehr in genügenden Mengen erhältlich, aus welchem Grunde man zur Verarbeitung von Ersatzstoffen geschritten ist. Man verwendet an Stelle des Petrolkoks Ruß oder auch Pechkoks.The electrodes or anodes for the reduction of aluminum are in the electric ovens are very exposed to thermal influences and must therefore are made from very resistant carbons. One has mostly straight only petroleum coke is used to make these electrodes. As a result of the border shifts however, petroleum coke is no longer available in sufficient quantities from which Basically one has stepped to the processing of substitute materials. One uses on Place of petroleum coke soot or pitch coke.

Das Verfahren, Teerpech durch weitere Erhitzung in Koks zu verwandeln oder den Kohlenstoff durch Verbrennung des Peches unter verminderter Luftzufuhr als Ruß abzuscheiden, ist alt. Nach Art der Modifikation des Kohlenstoffes zeigen jedoch die gebräuchlichen Verfahren zur Abscheidung des Kohlenstoffes aus dem Teerpech erhebliche Unterschiede. Es entstehen bei der Abscheidung, soweit niedrige Temperaturen in Frage kommen amorphe Kohlenstoffarten, die für feuerbeständige Produktion ungeeignet sind. In dieser Reihe stehen sowohl der Ruß wie auch die schwammigen Kohlenstoffgebilde desTeerpeches.The process of turning tar pitch into coke through further heating or the carbon by burning the pitch with a reduced air supply separating out as soot is old. Show the type of modification of the carbon however, the usual methods for separating the carbon from the tar pitch significant differences. During the deposition process, low temperatures arise amorphous types of carbon, which are unsuitable for fire-resistant production, come into question are. Both the soot and the spongy carbon structures are in this row of tar pitch.

Soweit höhere Temperaturen bei der Zersetzung des Teerpeches angewandt werden, bilden sich dichtere und feuerbeständigere Kohlenstoffe, so z. B. die Retortengraphit ähnliche Modifikation oder auch bei Temperatt:ren von 3 ooo ° C der reine Graphit. Diese einzelnen Verfahren, welche in der Elekt: okohlenindusfrie den Zweck erfüllen sollten, für den bisher zur Erzeugung der Elektroden gebräuchlichen Petrolkoks ein Ersatzmaterial zu schaffen, haben einerseits durch die Gewinnung eines minder feuerbeständigen Kohlenstoffes, anderseits durch den enormen Kostenaufwand für den Umfang der Elektrodenerzeugung keine p: aktische Bedeutung erlangt. Selbst die Verkokung des Teerpeches in Eisenretorten bei Temperaturen bis zu 750°C hat sich unwirtschaftlich erwiesen, da die ungleichmäßige Beschaffenheit der einzelnen Kohlensloffschichten einer Füllung bedeu;end mehr in Erscheinung tritt wie selbst bei einem gewöhnlichen Zechenkoks. Nur die unmittelbar an der Eisenretorte anliegenden wenigen Boden- und Randschichten des abgeschiedenen Pechkoks sind dicht und haben, bedingt durch die Überhitzung, die wenigsten flüchtigen Bestandteile, während die Güte des abgeschiedenen Koks, verursacht durch das Hochsteigen des Peches, zur .Mitte und besonders nach oben der Retorte abnimmt. In dieser Richtung bewegt sich auch die Porosität des Koks. Soweit dieser poröse Koks an Stelle von Petrolkoks zur Verwendung bei den Elektroden in Betracht gezogen wird, ergibt sich der große Nachteil, daß bei dessen Vermahlung in den Kugelmühlen nicht das gewünschte beständige Korn erzielt wird, aus welchem Grunde auch die daraus erzeugten Elektroden nicht den thermischen Einflüssen eines Elektroofens zu widerstehen vermögen. Naturgerrlgß erfordert die Erzeugung von Aluminium hierdurch einen wesentlich höheren Elektroden@rbtaüch;-":kie@bbei Petrolkokselektroden 6o Prozent und bei den heutigen Pechkokselektroden 150 Prozent der Aluminiummenge ausmacht.As far as higher temperatures are used in the decomposition of the tar pitch denser and more fire-resistant carbons are formed, e.g. B. the retort graphite Similar modification or even at temperatures of 3,000 ° C pure graphite. These individual processes which serve the purpose in the electrical industry should, for the petroleum coke previously used to produce the electrodes To create replacement material, on the one hand, by obtaining a less fire-resistant one Carbon, on the other hand due to the enormous cost of the amount of electrode production no p: actual meaning acquired. Even the coking of the tar pitch in iron retorts at temperatures up to 750 ° C has proven uneconomical, since the uneven The nature of the individual layers of carbon dioxide in a filling is important; and more in Appearance occurs as even with an ordinary colliery coke. Only the immediate a few soil and edge layers of the deposited material adjacent to the iron retort Pitch coke is dense and, due to overheating, has very few volatile properties Ingredients while the goodness of the separated coke caused by rising of the pitch, decreases towards the middle and especially towards the top of the retort. In this direction the porosity of the coke also moves. So much for this porous coke in place of Petroleum coke is contemplated for use in the electrodes arises the great disadvantage that when it is ground in the ball mills not the desired persistent Grain is achieved, for whatever reason the electrodes produced from it are not able to withstand the thermal effects of an electric furnace. Naturgerrlgß the production of aluminum requires a much higher electrode immersion; - ": kie @ bbei Petroleum coke electrodes 60 percent and with today's pitch coke electrodes 150 percent the amount of aluminum.

Vorliegende Erfindung ist von der Tatsache geleitet, ein Verfahren anzuwenden, welches bezweckt, den Kohlenstoff des Teerpeches bei niedriger Temperatur durch umfangreiche Flächenberührung in gleichmäßiger kristallinischer dichter Form ohne Ruß und Schwammbildungen abzuscheiden und diesen gleichzeitig mit einer minderwertigeren Koks-Holzkohle-oder anderen Kohlenstoffart in Verbindung zu bringen, diese zu veredeln und eine dem Petrolkoks nahestehende, dichtgekörnte Koksart zu erzeugen. Die Ausführung des Verfahrens wird in der Weise vorgenommen, daß in einer Retorte ein gleichmäßig gekörnter Gaskoks, Holzkohle o. dgl. als Aufnahmekörper im Überschuß mit Teerpech versetzt und bei mäßiger Temperatur bis zur vollständigen Zersetzung und Trockne Arhitzt wird. Das gleichmäßige kleingekörnte Material gelangt zur Anwendung, um allseitig gleichmäßige Berührungsflächen zwischen dem flüssigen Teerpech und dem Aufnahmekörper zu erlangen, wobei die Sättigung mit Teerpech z5o Prozent und mehr zur angewandten Koksmenge ausmachen kann. Die niedrige Temperatur wird während des ganzen Prozesses beibehalten, um einerseits das Entweichen ölhaltiger Gase zu vermeiden, anderseits das Hochsteigen des flüssigen Teerpeches zu verhüten, da hiernach der gesamte Kohlenstoff des Teerpeches als kristallinischer Kohlenstoff ohne die Begleiterscheinungen der Ruß- und Schwammbildungen niedergeschlagen wird. Die Sättigung durch Teerpech kann mehrfach erfolgen, wobei sich spez. Dichte und Feuerbeständigkeit wie mechanische Festigkeit des erzeugtenProduktes indergleichenRichtung bewegen, während der Aschegehalt des zur Verwendung herangezogenen Aufnahmekoks sich entsprechend vermindert. Die nach diesem Verfahren erzeugte Koksart steht in ihren Eigenschaften dem Petroleumkoks nahe, hat ein hartes und feuerbeständiges Korn und ist daher geeignet, nach der Vermahlung jene Grundmasse für die Erzeugung der Elektroden zu bilden, wie diese mit Rücksicht auf Kornbeständigkeit, Dichte und Feuerbeständigkeit ausgebildet sein muß. Diese Eigenschaften besitzt der nach den bisherigen Verfahren aus Teerpech gewonnene Koks nicht.The present invention is guided by a method to apply, which aims to reduce the carbon of the tar pitch at low temperature through extensive surface contact in a uniform, crystalline, dense form without depositing soot and sponge formations and at the same time with an inferior one Coke-charcoal or other types of carbon in connection to refine them and to produce a close-grained type of coke similar to petroleum coke. Execution of the process is carried out in such a way that in a retort a uniform Granulated gas coke, charcoal or the like. As a receiving body in excess with tar pitch added and at moderate temperature until complete decomposition and dryness Is overheated. The uniform, fine-grained material is used to Uniform contact surfaces on all sides between the liquid tar pitch and the To attain absorption body, the saturation with tar pitch z5o percent and more to the amount of coke used. The low temperature is during the Maintain the entire process in order to avoid the escape of oily gases on the one hand, on the other hand to prevent the rising of the liquid tar pitch, there afterwards the all carbon of the tar pitch as crystalline carbon without the accompanying phenomena the soot and sponge formations are deposited. The saturation of tar pitch can be done several times, with spec. Density and fire resistance as mechanical Strength of the produced product move in the same direction, while the ash content the intake coke used for use is correspondingly reduced. the The type of coke produced by this process is similar to petroleum coke in terms of its properties close, has a hard and fire-resistant grain and is therefore suitable after the Milling to form the basic material for making electrodes like this one be designed with regard to grain resistance, density and fire resistance got to. These properties are obtained from tar pitch according to previous processes not obtained coke.

Die .spez. Dichte der neuen Koksart beträgt t,82 und kann durch weiteres Glühen des Produktes in besonderen Öfen weiter gesteigert werden; demgegenüber hat der bisherige Pechkoks ein spez. Gewicht von nur =,35 bis z,6z aufzuweisen, wonach es auch erklärlich erscheint, daß die daraus erzeugten Elektroden ebenfalls spezifisch leicht sind und aus diesem Grunde thermisch nicht hoch beansprucht werden können. Nach Art der Modifikation der Kohlenstoffe bildet das Verfahren gemäß der Erfindung eine abgeschlossene Vervollkommnung der Abscheidungsverfahren und verleiht diesen erst den richtigen praktischen Wert, da schon bei niedriger Temperatur ein fester Kohlenstoff mit jenen Eigenschaften erzeugt wird, wie diese bei Rohstoffen zur Herstellung von Elektroden erforderlich sind. Auch führt die Vereinfachung des Verfahrens zu einer. wesentlichen Verbilligung des Elektrodenroh3tOffes, wie selbiges auch eine Ersparnis an Rohpech einschließt, nachdem mehr als 6o Prozent Kohlenstoff aus dem Teerpech gewonnen werden gegenüber einer Ausbeute von nur 50 Prozent bei den bisherigen Abscheidungsprozes-en.The .spec. The density of the new type of coke is t.82 and can be further increased by further annealing the product in special furnaces; In contrast, the previous pitch coke has a spec. To have a weight of only = .35 to z.6z, according to which it also appears to be understandable that the electrodes produced from them are also specifically light and for this reason cannot be subjected to high thermal loads. According to the type of modification of the carbons, the process according to the invention forms a complete perfection of the deposition process and only gives it the correct practical value, since a solid carbon with the properties required for raw materials for the manufacture of electrodes is generated even at low temperature . The simplification of the procedure also leads to a. Significant reduction in the price of the electrode raw material, which also includes a saving in raw pitch, since more than 60 percent carbon is extracted from the tar pitch compared to a yield of only 50 percent in the previous deposition processes.

Das Verfahren ist daher geeignet, für die Elektroden erzeugende Industrie eine billigere und bessere Grundmasse für die Elektroden zu liefern, wonach anderseits der elektrothermischen Industrie Elektroden mit größerer Haltbarkeit zugeführt werden können, die einen flotteren Schmelzprozeß gestatten.The process is therefore suitable for the electrode producing industry to provide a cheaper and better base material for the electrodes, after which on the other hand the electrothermal industry is supplied with electrodes with greater durability that allow a faster melting process.

Claims

PATr: N T-ANsrnucH Process for the production of a high-fire resistant *, gene, Type of coke similar to petroleum coke as a base material for electrodes, characterized in that dsB for the purpose of large surface contact evenly grained gas coke, charcoal or other types of carbon, excessively saturated with tar pitch, moderate heating bi3 is exposed to tar pitch-3 for complete decomposition and drying, whereby whose carbon is only precipitated in crystalline form and in conjugation with the receiving body results in a pore-tight, granular Kok4-art.