-
Verfahren zur Herstellung von Elektroden, Kohlenstiften, Kohlebürsten,
elektrischen Kohlen u. dgl., insbesondere für elektrische Zwecke Elektroden, Kohlenstifte
u. dgl. für elektrische Zwecke wurden bisher aus fein ,gemahlenem Petrolkoks, Pechkoks,
Steinkohlenkoks o. dgl. hergestellt. Diese Stifte wurden unter Zusatz von Bindemitteln
zu Preßlingen verformt, @die dann .in einem geeigneten Ofen entgast wenden. Die
Verwendung :dieser Rohstoffe erfordert eine sorgfältige Vorbehandlung, wenn man
glatte rißfreie Elektroden von gleichmäßiger Zusammensetzung erhalten will. Außerdem
ist vielfach noch eine besondere Graphitierung durch Behandeln in besonderen Ofen
.bei sehr hohen Temperaturen erforderlich, um eine hohe Festigkeit und damitgute
elektrische Eigenschaften zu erhalten. Ferner erfordert das Glühen :der Elektrodenpreßlinge
die Anwendung von besonderen teuren Ringöfen (wie z. B. der Meistersche Ringofen)
mit einer indirekten Gas- oder elektrischen Beheizung. Aus all diesen Gründen gestaltet
sich die Herstellung der Elektroden sehr teuer.
-
Man hat ferner vorgeschlagen, als Ausgangsstoff für :die Herstellung
von Elektroden Ofenruß zu verwenden, id. h. einen Stoff, der bei :der Verbrennung
von Steinkohle anfällt. Tatsächlich hat sich aber die Verwendung dieses Stoffes
für die Herstellung von Elektroden nicht in die Praxis einführen können, weil dies
eine sehr .umständliche Reinigung z. B. mit Flußsäure oder Fluorammonium oder Schwefelsäure
voraussetzen würde. Außerdem hat Ofenruß nur einen verhältnismäßig geringen Gehalt
an Kohlenstoff und ist infolge seiner Struktur für die Herstellung, von .glatten
rißfreien Preßfingen ungeeignet.
-
Ebenso hat sich auch Flammruß nur in geringfügigem Umfang für :die
Herstellung von Elektroden benutzen lassen. Flammruß benutzt als Rohstoff Steinkohlenteer,
Teeröl, Rohnaphthalin o. dgl. und wird ein besonderen Ofen mit umständlichen Verfahren
hergestellt. Die Kosten der Gewinnung des Flammrußes sind daher sehr hoch. Es kommt
noch hinzu, daß Ruß eine amorphe Kohlenstoffmodifikation .darstellt, die außerordentlich
feinteilig und locker ist, so daß :ganz besondere Verdichtungsvorgänge, z. B. in
Kollergängen, erforderlich sind, um überhaupt Preßlin.ge -zu erzeugen.
-
Die amorphe Beschaffenheit von Ruß wirkt sich auch beim anschließenden
Glühen der Preßlinge nachteilig aus, weil infolge Wärmeleitfähigkeit dieses Rohstoffes
leicht Risse ,eintreten. Ferner tritt die beim Glühprozeß wünschenswerte verfestigende
Graphitierung nur in geringem Umfang und sehr langsam ein, weil die Keimwirkung
infolge des ,geringen Gnaphitgehaltes unbedeutend ist.
-
D,iebeschriebenen aus dergeringen Wärmeleitfähigkeit und der geringen
Graphitierung herrührenden Nachteile sind auch bei den
übrigen für-
die Herstellung von Elektroden benutzten Koksarten, wenn auch nicht in dem Maße
wie bei Ruß, vorhanden.
-
Man hat ferner vorgeschlagen, für die Hera Stellung von Elektroden
Graphit zu wenden. Indessen steht genügend reiner Graphit nur in geringem 'Maße
zur #,erffguüg,1 wenn man nicht auf den teuren ausländischen Graphit zurückgreifen
will. Der in Deutschland vorkommende Graphit erfordert eine sehr teure Aufbereitung,
da er stets durch Gangart stark verunreinigt ist und der Rohgraphit meist nur 4.o
bis 6o0/0 Graphit enthält. Es muß zunächst eine starke Zerkleinerung durch Backenbrecher,
Walzenbrecher, Kugelmühlen oAgl. erfolgen, wobei besonders dafür Sorge getragen
werden muß, daß die wertvollen Blättchen des Graphits beim Mahlen nicht zerbrechen.
Auf das Mahlen erfolgt die eigentliche Aufbereitung z. B. auf Schüttellierden oder
mittels Flotation und anschließend eine chemische Reinigung, indem man mit Flußsäure
die beigemengten Silikate herauslöst.
-
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß man Elektrodenstifte o. dgl. der
gewünschten Eigenschaften auf sehr einfachem und billigemWege erhalten kann, wenn
man an Stelle der bisher benutzten Grundstoffe den in Magerkohlen- oder Anthrazitfeuerungen
anfallenden Flugkoks benutzt. Dieser Flugkoks war bislang ein lästiges Abfallprodukt.
Er fällt in Form von kleinen Körnern bis zu 3 mm Größe an und besitzt einen sehr
hohen Kohlenstoffgehalt. Die für die Herstellung der Preßlinge erforderliche. Feinvermahlung
kann sehr viel leichter geschehen als bei den bislang benutzten Ausgangsstoffen.
-
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß dieser Flugkoks eine in den
Eigenschaften dem Graphit ähnliche Kohlenstoffmodifikation darstellt, d. h. Flugkoks
ist weitgehend graphitiert, so daß es möglich ist, in verhältnismäßig einfacher
Weise ohne besondere Verdichtungsmaßnahmen feste und rißfreie Preßlinge von glatter
Oberfläche zu erzeugen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Graphits ist seine
Plastizität, die schon bei der Herstellung der Preßlin.ge eine dichtere Packung
und damit eine geringere Porosität und einen besseren Ausgleich der Spannungen mit
sich bringt. Diese dichtere Packung führt weiterhin zu einer besseren und schnelleren
.Durchglühung. Infolge der hohen Wärmeleit-
sprechend große Keimwirkung bei dem Glühprozeß, d. h. bei der Verkokung des den
Preßlingen beigesetzten Bindemittels (Pech, Teer) mit sich. Das bedeutet aber, daß
die beim Verkokungsvorgang eintretende verfestigende Graphitierung schneller und
sicherer vor sich geht.
-
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß es nunmehr
möglich ist, für die Herstellung von Elektroden verhältnismäßig einfache Glühöfen,
z. B. mit direkter Befeuerung, zu verwenden, so daß die Herstellung von Elektroden
mit billigeren Mitteln erfolgen kann.
-
Inn Regelfall ist es nicht erforderlich, den benutzten Flugkoks vor
der Brikettierung besonders zu `behandeln, z. B. zu entgasen oder vorzuglühen.
-
In manchen Fällen ist es möglich, .den Flugkoks in dem heißen Zustand,
in dem er anfällt, sofort zu verarbeiten, so daß die bei Benutzung von Koksgrus
zur Brikettierung erforderliche Erwärmung wegfällt. Selbst wenn die Verarbeitungsstelle
in größerer Entfernung von der Anfallstelle des Flugkokses liegt, ist es vielfach
möglich, ihn in geeigneten Gefäßen so zu befördern, daß er in einem für die Verarbeitung
noch genügend heißen Zustand von z. B. ; o bis 8o0 C an der Verarbeitungsstelle
ankommt.