DE69123778T2

DE69123778T2 - Verbindungsnipple für Graphitelektroden

Info

Publication number: DE69123778T2
Application number: DE69123778T
Authority: DE
Inventors: Ta-Wei Fu; Robert R Griffin; Keith M Roussel
Original assignee: Conoco Inc
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2011-03-01
Also published as: DE69123778D1; EP0453073A2; EP0453073A3; EP0453073B1; JPH04230994A; US4998709A; JP3351540B2

Description

Die Verwendung von Kohlenstoff- und Graphit-Elektroden bei elektrothermischen Vorgängen ist gut eingeführt. Beispielsweise finden Ultrahochleistungs-Graphitelektroden besondere Anwendung bei der Herstellung von Speziallegierungs-Stählen. Die zum Schmelzen der Metalle und anderen Ausgangsmaterialien in Elektrothermie-Öfen benötigten hohen Temperaturen werden erhalten durch Durchleiten eines elektrischen Stromes hoher Stromstärke als eines Bogens, der zwischen den Elektroden und der Beladung eingerichtet ist. Der entstehende Hochtemperatur-Lichtbogen ergibt das Aufschmelzen, Geschmolzen-Halten und andere erwünschte elektrothermische wirkungen.
Bei dem üblichen Ofenbetrieb wird eine Reihe von Elektroden aneinander angebracht, die eine starre Elektrodensäule bilden. Da die Elektroden während des Vorgangs verbraucht werden, wird die Länge der Elektrodensäule dadurch aufrecht erhalten, daß zusätzliche Elektroden daran angebracht werden.
Ein zumeisten beim Verbinden von Elektroden zu einer Säule für Elektroofen-Anwendungen eingesetztes Verfahren ist eine Anordnung, die aus einem Graphit-Gewindebolzenabschnitt (Nippel) besteht, der sich mit Gewindesockeln (Fassungen) benachbarter Elektroden verbindet. Diese Anordnung wird als eine Elektrodenverbindung bezeichnet, und es gibt viele Argumente, die die Meinung stützen, daß dies das beste System für diesen Zweck ist, da alle für den Betrieb wichtige Faktoren in Betracht gezogen wurden. Der Graphitnippel hat notwendigerweise einen verringerten Querschnitt im Vergleich zu der Säule, die er trägt; daher sollte er normalerweise eine höhere Zugfestigkeit als der Rest der Säule besitzen. Jedoch gibt es gewisse physikalische Eigenschaften, die zu erhöhter Festigkeit beitragen, aber auch andere Eigenschaften hervorheben, wie beispielsweise die thermische Dehnung. Wenn die thermische Durchmesserdehnung der Nippel die der Elektrodenfassungen übertrifft, an denen sie anschließen, und in die eingesetzt sind, werden durch den sich ausdehnenden Nippel gefährliche Zugspannungen (oder Reifenspannungen) in den Fassungswänden entwickelt, und zwar sowohl dann, wenn die Verbindungsstelle erhitzt, wie auch, wenn die erhitzte Verbindungsstelle plötzlich abgekühlt wird. Diese Spannungen können ohne weiteres die Zugfestigkeit des Fassungsmaterials übersteigen. Als Ergebnis dieses spannungsreichen Zustands bricht die Fassungswand auf, mit häufigem Verlust der Abschnitte der Säule unter der Bruchstelle.
Der Fachmann weiß, daß es erwünscht ist, nadelartigen (premium) Koks bei der Herstellung von Ultrahochleistungs-Graphitelektroden mit großem Durchmesser (wie beispielsweise 46 bis 71 cm (18 inch bis 28 inch)) zu verwenden. Das Problem, zufriedenstellende Nippel für solche Elektroden zu schaffen, hat sich beträchtlich vergrößert. Wenn Premiumkoks bei der Herstellung derartiger Nippel verwendet wird, ist es erwünscht, daß sich das ergebende Produkt in gewissen Eigenschaften von den miteinander verbundenen Elektroden unterscheidet. Eine derartige Eigenschaft ist der thermische Expansionskoeffizient (CTE). In Electric Furnace Proceedings (1976), Seite 280 wird festgestellt: "Der CTE einer Elektroden-Plusstift-(Nippel)Kombination ist für die Verbindungspassung kritisch. Idealerweise ist die beste Kombination eine, in der der Stift den höheren Radial- (Quer)CTE besitzt und die Elektrode den höheren Längs-CTE. Eine solche Kombination entwickelt einen dichten Anschluß, wenn die Elektrode heißer wird. Andererseits ergibt sich eine lockere Verbindung und ein Versagen, falls der Stift den höheren Längs- CTE und die Elektrode den höheren Radial-CTE aufweist."
Entsprechend dieser Erfindung wird ein verbesserter Graphitnippel aus einer typischen Nippel-Extrudiermischung hergestellt, in der Kohlenstoffasern aufgenommen sind. Die Erfindung umfaßt auch die Herstellung solcher Graphitnippel und Premiumkoks- Elektrodensäulen, bei denen die Elektroden mit derartigen Nippeln verbunden sind. Die Kohlenstoffasern werden aus Mesophasenpechen hergestellt, wobei diese Fasern einen überlegeneren CTE besitzen.

Stand der Technik

US-PS 2 969 251 (Thomas) bezieht sich auf Kohlenstoffelektroden-Verbindungen wie Nippel, die hergestellt werden durch Zusammenmischen von Kohlenstoffmaterial, wie geröstetem oder kalziniertem Petroleumkoks, Graphit oder dergleichen, mit Pech- oder Bitumenmaterial, das als Binder dient. Verschiedene CTE- Werte werden in der Patentschrift angegeben.
US-PS 3 549 764 (Paus u.a.) offenbart eine Elektrodenverbindung, welche ein expandiertes Graphitmaterial umfaßt, das zwischen den einander angepaßten Flächen der Elektrode gelegen ist. Der Abstandshalter besteht aus Graphitbinder und anderen Materialien, wie Metall-Pulver oder -Drähten, Faserverstärkungsmaterial wie Glasfasern, Ton und dergleichen zum Verfestigen des Produkts und Verbessern seiner elektrischen Leitfähigkeit.
US-PS 4 352 768 (Epstein) betrifft eine faserverstärkte Kathode für elektrochemische Zellen, wobei die Kohlenstoffkathode Graphitpulver, Kohlenstoff-Rußbinder und Kohlenstoff-Faserzusatz zum Verstärken der Kathode enthält.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In elektrischen Bogenöfen zur Herstellung von Stahl verwendete Graphitelektroden werden normalerweise aus nadelartigen oder Premiumsorten-Koksen hergestellt. Die Qualität des Kokses, besonders des Premiumkokses, wird oft gemessen durch seinen thermischen Dehnungskoeffizienten, der vorzugsweise bei einem aus feingekörnten Koksmehl hergestellten Artefakt 9 x 10&supmin;&sup7;/ºC und meist bevorzugt 3 x 10&supmin;&sup7;/ºC nicht überschreiten sollte. Die Elektroden werden jedoch aus Koks hergestellt, der eine Teilchengrößenverteilung besitzt mit einer maximalen Größe von etwa 12,7 mm (1/2 inch) bis zu einem feinen Mehl von µm-Größe. Bei einer bevorzugten, jedoch nicht kritischen Ausführung reichen die Kokspartikelgrößen von 10 bis 50 Gew.-% + 20 mesh und wenigstens 20 Gew.-% der Teilchen bis kleiner als 40 mesh. Die Teilchengrößenverteilung und die Struktur des Petroleumkoks- Rohmaterials in der Elektrode werden im wesentlichen während des Elektrodenherstellvorgangs beibehalten. Die sich ergebenden graphitierten Proben können durch mikroskopische Verfahren geprüft werden, so daß das endgültige Graphitprodukt teilweise durch die Teilchengrößenverteilung und die Struktur des Rohmaterials gekennzeichnet werden kann.
Beim Ausführen des vorstehend beschriebenen Elektroden- und/oder Graphitnippel-Herstellverfahrens wird unterteilter Petroleumkoks, der geröstet wurde, mit einem Binder, typischerweise einem Kohlenteerpech gemischt, und mit einem kleinen Zusatz von Eisenoxyd versehen. Das Eisenoxyd wird zum Steuern der "Pufferung" des hochschwefelhaltigen Petroleumkokses während des nachfolgenden Elektroden-Graphitisierungsvorgangs benutzt. Kleine Mengen viskosen Petroleumöls können dem Gemisch als Schmierstoff hinzugefügt werden. Das Gemisch aus Koks, Pech und Eisenoxyd wird bei Temperaturen in der Nähe des Erweichungspunkts des Pechs extrudiert, um Rohelektroden oder Kohlenstoffnippel mit annähernd den erforderlichen endgültigen Abmessungen zu bilden. Üblicherweise besitzen die Elektroden einen Durchmesser von etwa 457 bis zu 711 mm (18 bis 28 inch) und können unterschiedliche Längen besitzen, und die Nippel, die aus den graphitisierten Rohteilen bearbeitet werden, haben üblicherweise Durchmesser von 203 bis 305 mm.
Eine Rohelektrode wird bei einer Temperatur von etwa 538ºC bis etwa 1093 ºC (1000ºF bis etwa 2000ºF), vorzugsweise von etwa 760ºC bis etwa 982ºC (1400ºF bis etwa 1800ºF) gebrannt, wobei der Binder karbonisiert wird, um einen starren Körper zu bilden. Allgemein werden bei dem Brennen Verweilzeiten von etwa 2 Wochen bis etwa 5 Wochen angewendet. Nach dem Brennvorgang kann die Elektrode mit einem Imprägnierpech imprägniert und dann neu gebrannt werden, um dadurch eine Elektrode oder einen Kohlenstoffnippel mit einer höheren Dichte und Festigkeit und niedrigerem elektrischen Widerstand zu schaffen.
Zwar wird Kohlenteerpech als Binder bevorzugt, doch können auch andere Peche benutzt werden, wie Petroleumpeche, Naturasphalt und Schweröl, die als Nebenprodukte in der Erdöl-Spaltdestillation erhalten werden, Peche mit hohem Kohlenstoffgehalt, die aus Petroleumasphalt erhalten werden, und andere Substanzen mit den Eigenschaften von Pechen, die als Nebenprodukte bei verschiedenen industriellen Herstellvorgängen erzeugt werden. Zusätzlich können Mesophasen-Peche benutzt werden. "Mesophase" ist ein Kunstausdruck und gleichbedeutend mit Flüssigkristall, das ist ein Materiezustand, der zwischen einem kristallinen Feststoff und einer isotropen Flüssigkeit liegt.
Der abschließende Verfahrensschritt ist die Graphitierung. Gebrannte (gebackene) Kohlenstoffelektroden und/oder Kohlenstoffnippel-Rohlinge werden in Öfen gepackt, mit Isoliermatenahen umgeben und auf Temperaturen bis zu 2982ºC (5400ºF) aufgeheizt, speziell auf etwa 2704ºC bis 2982ºC (4900ºF bis 5400ºF) während eines Zeitraumes, der ausreicht, die Elektroden oder Kohlenstoffnippel-Rohlinge zu graphitieren. Diese Temperaturen sind notwendig, um den amorphen Kohlenstoff in den Elektroden und Nippel-Rohlingen in den kristallinen Graphit- Zustand zu wandeln. Verweilzeiten von etwa 5 Tagen bis etwa 14 Tagen reichen allgemein aus, um die Kohlenstoff-Elektroden in den graphitierten Zustand zu wandeln.
Die Graphitrohlinge, aus denen die erfindungsgemäßen Nippel erzeugt werden, werden in einer ähnlichen Weise bearbeitet wie Elektroden, bis zu den Schritten des Mischens eines fein geteilten (kalzinierten) Premiumkokses mit einem kohlenstoffhaltigen Binder und Eisenoxyd, um ein Extrusionsgemisch zu bilden. Der Hauptunterschied bei der Herstellung der Nippel- Rohlinge im Vergleich zu den vorher erwähnten Elektroden ist das Hinzufügen von aus Mesophasen-Pech hergestellten Kohlenstoffasern zu dem Extrusionsgemisch vor dem Extrudieren. Die Zusammensetzung des bei der Herstellung der Nippel-Rohlinge benutzten Rohmaterials ist üblicherweise zwischen 40 und etwa 72 Gew.-%, bevorzugt von etwa 45 bis etwa 65 Gew.-% Premiumkoks, zwischen etwa 5 und etwa 25 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 20 Gew.-% aus Mesophasen-Pech hergestellte Kohlenstoffasern, zwischen etwa 20 und etwa 30 Gew.-%, bevorzugt zwischen etwa 22 und etwa 28 Gew.-% Binder, und zwischen etwa und etwa 3%, speziell von etwa 0,01 bis etwa 2,5 Gew.-% Eisenoxyd. Wenn vorhanden, kann das wahlweise hinzugefügte Petroleum-Schmiermittel bis zu etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,01 bis etwa 4 Gew.-% des Rohmaterials ausmachen.
Nach der Graphitierung werden die Rohlinge bearbeitet, um die angestrebten fertigen Nippel auszubilden, die üblicherweise von der Mitte bis zu jedem Ende verjüngt ausgebildet und mit Gewinde versehen sind. Um den Nippel aufzunehmen, werden die Elektroden an jedem Ende aufgebohrt und zum Aufnehmen des Nippels geformt und mit Gewinde versehen.
Die Kohlenstoffasern, die in dem Extrusionsgemisch für die erfindunggsgemäßen Nippel-Rohlinge werden, werden aus Pechen hergestellt. Geeignete Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Mesophasen-Pechen, die Vorläufer für die darin enthaltenen Kohlenstoffasern sind, enthalten Materialien wie schwere aromatische Petroleum-Anteile, Ethylen-Spaltteere, Kohlenderivate, thermische Petroleum-Teere, Fluidkatalyse-Spaltreste und aromatische Destillate mit einem Siedebereich von 343 bis 510ºC (650ºF bis 950ºF). Das hier verwendet Mesophasen-Pech wird üblicherweise durch Heißtränken des kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bei einer Temperatur von etwa 350ºC bis etwa 500ºC während 1 bis etwa 30 Stunden gebildet. Normalerweise findet das Heißtränken in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise Stickstoffgas, statt. Luft, Sauerstoff und anderes oxidierendes Gas kann durch das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial in Bläschenform durchgelassen werden, um die Ausbildung des Mesophasen-Pechs zu beschleunigen. Während der Heißtränkungsstufe kombinieren sich Anteile des kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials, z.B. Mesogene, und bilden ein separates Mesophasen-Pech innerhalb des kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials. Das so erzeugte Mesophasen-Pech ist ein anisotropes Pech, welches Moleküle mit aromatischen Strukturen umfaßt, die sich durch Wechselwirkung einander zugeordnet haben und optisch geordnete Flüssigkeitskristalle bilden, welche in einer bestmimten Weise während des Heißtränkungsschritts ausgerichtet werden und mit Benutzung eines optischen Mikroskops unter Verwendung von polarisiertem Licht beobachtet werden können.
Das so erzeugte Mesophasen-Pech hat einen Erweichungspunkt von weniger als 350ºC. Der Erweichungspunkt des Mesophasen-Pechs wird bestimmt mit Benutzung entweder des Mettler-Erweichungspunkt-Verfahrens, das z.B. weithin als Standard zum Auswerten von Vorläuferpechen eingesetzt wird, oder durch Heißstufen- Mikroskopie. Bei Benutzung des Heißstufen-Mikroskopieverfahrens wird Mesophasen-Pech an einer Mikroskop-Heißstufe in einer inerten Atmosphäre unter polarisiertem Licht erhitzt. Die Mesophasen-Pech-Temperatur wird mit gesteuerter Rate erhöht, bis das Mesophasen-Pech sich zu verformen beginnt. Die Temperatur, bei der das Mesophasen-Pech sich zu verformen beginnt, wird als die Erweichungstemperatur aufgezeichnet. Das hier verwendete Mesophasen-Pech besitzt vorzugsweise einen Erweichungspunkt, der unter 350ºC liegt, da über dieser Temperatur das Mesophasen-Pech nicht zu Kohlenstoffasern mit den erwünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften zur Verbesserung der Eigenschaften der Graphitnippel gesponnen werden kann.
Bei dem Kohlenstoffaser-Herstellvorgang wird das Mesophasen- Pech in Fasern gesponnen, die oxidativ bei erhöhter Temperatur von z.B. 350ºC stabilisiert werden, gefolgt durch eine Wärmebehandlung in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen von 1800ºC oder mehr. Für die vorliegende Erfindung brauchbare Kohlenstoffasern können unterschiedliche Durchmesser und Längen besitzen. Üblicherweise liegen die Durchmesser der Fasern zwischen 3 und etwa 20 µm. Die Fasern können dann vor der Verwendung in passende Längen von 12,7 bis 50,8 mm (½ bis 2 inch) geschnitten werden. Die Fasern werden mit dem Koks zusammen gestreckt und sind als Ergebnis der Aktionen zum Strekken der Fasern von willkürlicher Länge in dem Koks. Die Fasern werden im wesentlichen durch den Extrudierer gerichtet, um die gewünschten beschriebenen Auswirkungen auf den CTE zu schaffen.
Bei einem bevorzugten Verfahren haben die hier verwendeten Kohlenstoffasern nach der Graphitierung eine Zugfestigkeit von mehr als 1,3 GPa (200 x 10³ psi), vorzugsweise von etwa 1,3 GPa bis etwa 2,1 GPa (200 x 10³ psi bis 300 x 10³ psi); einen Elastizitätsmodul von mehr als 379 GPa (55 x 10&sup6; psi), vorzugsweise von etwa 379 GPa bis etwa 827 GPa (55 x 10&sup6; psi bis etwa 120 x 10&sup6; psi), und einen elektrischen Widerstand von weniger als 250 x 10&sup6; Ohm cm.
Aus Mesophasen-Pech hergestellte Kohlenstoffasern haben Werte von etwa Null oder negative Werte des Längs-CTE und werden bevorzugt. Die Verwendung solcher Kohlenstoffasern schafft Nippel, bei denen der Längs-CTE gegenüber dem reduziert ist, der von Premiumkoks allein erreicht würde, und der Quer-CTE wird erhöht über den durch Premiumkoks geschaffenen CTE. Hier wird der Ausdruck "Mesophasen-Kohlenstoffasern" so gebraucht, daß er Kohlenstoffasern bedeutet, die aus einem Mesophasen enthaltenden Pech hergestellt werden, welche Fasern einen Längs-CTE aufweisen, der Null oder negativ ist.
Das Mesophasen-Pech wird zum Bilden von Fasern schmelzgesponnen, oxidiert, um eine Kreuzvernetzung zu erreichen und die Fasern so daran zu hindern, daß sie wieder aufgeschmolzen und karbonisiert werden. Die Fasern sind in ihrem frisch gesponnenen Zustand nichtkristallin, jedoch hochgradig orientiert, wobei die Molekularlagenebenen längs der Faserachse gereiht sind. Die volle Breite beim Halbmaximum der Verteilung der Orientierungen von aromatischen Molekülen längs der Faserachse beträgt annähernd 25º bis 30º, wobei annähernd 3/4 der geschichteten Ebenen innerhalb eines Winkels von ±15º der Faserachse liegen. Es sollte bemerkt werden, daß auf Zellulosebasis beruhende Kohlenstoffasern, wie Rayon oder Polyacrylnitril, über 3500ºC heißgestreckt werden müssen, um auch nur entfernt ähnliche Muster zu erzielen.
Wegen der hochgradig orientierten und organisierten Struktur der frisch gesponnenen Kohlenstoffasern können sie thermisch graphitiert werden und extrem hohe Moduln erreichen, die sich der theoretischen Grenze von Graphit nähern (z.B. ca. 1 x 10&sup6; MPa), ohne irgendwelche Hochtemperaturstreckung.
Bei dem hier beschriebenen Herstellverfahren für Graphitnippel reduziert die Hinzufügung von Mesophasen-Kohlenstoffasern den Längs-CTE des Nippels und erhöht den Quer-CTE im Vergleich zu den Werten, die beim Einsatz von Premiumkoks allein erzielt würden. Die exakte Größe der Abnahme des Langs-CTE und des Anwachsens des Quer-CTE hängt von den Eigenschaften des Premiumkokses und den Eigenschaften der eingesetzten frisch gesponnenen Kohlenstoffasern ab.
Die Vorgangsweise, die befolgt wurde, und die benutzten Bedingungen für die Herstellung von Kohlenstoffasern sind bekannte Techniken und bilden deswegen kein kritisches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Kohlenstoffasern aus Pech, ob nun auf Petroleum- oder Kohlenbasis oder von dem Polyacrylnitril- Karbonisierungsvorgang, können eingesetzt werden. Jedoch werden Fasern aus Pech, der Mesophasen-Pech enthält, aus Gründen der Kostenwirksamkeit und der Eigenschaften bevorzugt. Eine allgemeine Offenbarung der Kohlenstoffaser-Herstelltechnik ist in der US-PS 4 005 183 (Singer) enthalten, auf die hier zu Vergleichszwecken verwiesen wird.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel beschreibt korrekt die vorliegende Erfindung. Das Beispiel wird angegeben, um die Erfindung zu erläutern, aber nicht, um sie zu begrenzen.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Der bei dem Ausführungsbeispiel benutzte Premiumkoks war ein Koks von handelsüblicher Fertigung mit einem Längs-CTE von 1,5 x 10&supmin;&sup7;/ºC bei einer Elektrode von 18,8 mm (3/4") Durchmesser aus Ausgangsstoff mit einer mehlartigen Beschaffenheit. Rohelektroden wurden von einem Extruder für 70 mm Durchmesser extrudiert, gebrannt und darauffolgend graphitiert. Die Koksformulierung des Grundstoffs und des Kohlenstoffaserstoffs enthielt 25 Gew.-% 8 x 16 mesh Teilchen, 25% 20 x 40 mesh Teilchen und 50 Gew.-% Mehl (-100 mesh Teilchen). Das Mehl wurde weiter unterteilt in 50 Gew.-% 100 x 200 mesh Teilchen und 50 Gew.-% -200 mesh Teilchen. Das Binderpech war ein Kohlenteerpech, das von der Firma Allied Chemical Company unter der Bezeichnung No. 30 medium geliefert wird. Die bei dem Ausführungsbeispiel verwendeten Mesophasen-Kohlenstoffasern waren handelsüblich erhältliche Spinnfasern (P55), die von Union Carbide Corporation geliefert wurden. Die Union Carbide Faser wird beschrieben in Fuel, Band 60, Nr. 9, Seiten 839 bis 847, September 1981, worauf hier zu Vergleichszwecke verweisen wird. Die P55 Mesophasen-Kohlenstoffasern hatten einen CTE von -0,9 x 10&supmin;&sup6;/ºC und einen Durchmesser zwischen 8 und 12 µm. Die Fasern wurden in 50,8 mm (2 inch) lange Abschnitte zerschnitten und in die Extrudiermischung aufgenommen. Die Zusammensetzungen und die Eigenschaften der extrudierten Gemische mit und ohne Mesophasen-Kohlenstoffasern sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. Tabelle EIGENSCHAFTEN DER ELEKTRODEN-NIPPEL
Wie in der Tabelle gezeigt, verminderte das Zusetzen von 13 Gew.-% Mesophasen-Kohlenstoffasern den Längs-CTE von 4,3 x 10&supmin;&sup7;/ºC auf 1,3 x 10-7/00, erhöhte den Quer-CTE von 20,6 x 10&supmin;&sup7;/ºC auf 21,4 x 10&supmin;&sup7;/ºC und hielt die Niveaus der Dichte, des elektrischen Widerstandes und der Festigkeit auf den Werten der Grundmasse. Das Aussehen und die Textur waren bei den Grundmassen- und Mesophasen-Kohlenstoffaser-Elektroden praktisch identisch.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von zum Verbinden von Graphitelektroden brauchbaren Graphitnippeln, das die Schritte umfaßt:

(a) Hinzufügen von etwa 8 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% aus gesponnenem Mesophasen-Pech erzeugter Kohlenstoffasern zu von etwa 45 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% Premiumkoks und von etwa 22 Gew.-% zu etwa 28 Gew.-% eines Binders zur Bildung einer Extrudiermischung;

(b) Extrudieren der Extrudiermischung zum Bilden eines länglichen Kohlenstoffnippels;

(c) Unterwerfen des Kohlenstoffnippels einer Temperatur von etwa 760ºC bis etwa 982ºC während von etwa 2 bis etwa 5 Wochen zum Erzeugen eines zusammengebackenen Kohlenstoffnippels; und

(d) Unterwerfen des zusammengebackenen Kohlenstoffnippels einer Temperatur über 2704ºC während von etwa 5 Tagen bis zu etwa 17 Tagen zum Erzeugen eines Graphitnippels.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zur Erzeugung der Kohlenstoffasern verwendete Mesophasen-Pech einen Schmelzpunkt unter 350ºC besitzt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem dem Extrusionsgemisch vor dem Extrudierenzugesetzt ein kleiner Änteil von Eisenoxyd zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem dem Extrusionsgemisch von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-% Eisenoxyd zugesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem dem Extrusionsgemisch ein kleiner Anteil eines Schmierstoffes zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem dem Extrusionsgemisch von etwa 0,01 bis etwa 4 Gew.-% eines Schmierstoffes zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die graphitierten Kohlenstoffasern der Graphitnippel eine Zugfestigkeit von mehr als 1,3 GPa (200 x 10³ psi) aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die graphitierten Kohlenstoffasern der Graphitnippel eine Zugfestigkeit von etwa 1,3 GPa (200 x 10³ psi) bis etwa 2,1 GPa (300 x 10³ psi) aufweisen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die graphitierten Kohlenstoffasern der Graphitnippel einen Elastizitätsmodul von mehr als 379 GPa (55 x 10&sup6; psi) aufweisen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die graphitierten Kohlenstoffasern der Graphitnippel einen Elastizitätsmodul von etwa 379 GPa (55 x 10&sup6; psi) bis etwa 8278 GPa (120 x 10&sup6; psi) aufweisen.

11. Verwendung eines nach einem Verfahren der vorangehenden Ansprüche hergestellten Graphitnippels zum Verbinden von Premiumkoks-Elektroden zur Bildung einer Elektrodensäule.