DE865872C - Herstellung von kohlenstoffhaltigen Formmassen - Google Patents
Herstellung von kohlenstoffhaltigen FormmassenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei der Herstellung kohlenstoffhaltiger
Formmassen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf die Herstellung solcher Massen, wie
sie für das Strangpressen gebraucht werden, bei welchen ein hoher Grad von Weichheit oder Plastizität
erwünscht ist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Herstellung von Formkörpern
aus solchen Massen.
Es sind bereits Verfahren für die Herstellung von Formkörpern aus feinverteilter bituminöser
Kohle ohne Bindemittel vorgeschlagen worden, bei welchen ein inniges Gemisch von feinverteilter
Kohle mit gutem Backvermögen zusammen mit einem die Schwellung verhindernden Mittel verformt
und anschließend unter genau geregeltem Temperaturanstieg unter nichtoxydierenden Betriebsbedingungen
auf eine Temperatur über 5500C erhitzt wird, wobei das Verfahren so durchgeführt
wird, daß der sich daraus ergebende Formkörper nicht aufgebläht ist, eine Dichte besitzt, welche
größer ist als die der verwendeten Kohle, und keine dem unbewaffneten Auge sichtbare Zellstruktur aufweist.
Die Verwendung solcher Verfahren der Trockenpulververformung setzt der Gestalt der darausi herzustellenden
Artikel gewisse Grenzen.
Neuerdings ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, um aus Kohle eine kohlenstoffhaltige
Formmasse, insbesondere eine für das Strangpressen zu verwendende Masse herzustellen, und
dieses Verfahren besteht darin, daß man bei erhöhter Temperatur feinverteilte Kohle und einen
Weichmacher, der auf die Kohle eine lösende Wirkung ausübt und aus kohlenwasserstoffhaltigem
Material, wie z. B. Steinkohleniteeröl, Anthrazenöl
u. dgl. besteht, miteinander vermischt. Eine solche Mischung kann bei einer Temperatur, bei welcher
die Mischung fließt, in die gewünschte Form gebracht werden, worauf dann* der Formkörper unter
nichtoxydierenden Betriebsbedingungen bei genau geregeltem Temperaturanstieg erhitzt wird. Solche
Verfahren können in gewissen Fällen unzweckmäßig sein, weil i. das Erweichungsmittel auf die
Kohle einwirken und damit deren Eigenschaften ίο verändern kann, 2. die Neigung zum Aufblähen vergrößert
werden kann und 3. das Erweichungsmittel unangenehm zu handhaben, sein oder während des
Erhitzens Rauch und Dämpfe erzeugen kann.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung geht dahin, ein Verfahren für die Herstellung einer
kohlenstoffhaltigen Formmasse zu schaffen, bei welchem die Kohle in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung
nicht wesentlich verändert wird. Ein weiteres Ziel ist die Herstellung von geformten
ao Kohlenstoffkörpern aus der erwähnten, kohlenstoffhaltigen Formmasse.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf ein
Verfahrens zur Herstellung einer kohlenstoffhaltigen Formmasse, welches die innige Mischung von feinverteilter
Kohle, Wasser und einem besonderen Schmiermittel umfaßt, wobei das letztere aus einer
oder mehreren carboxysubstituierten Cellulosen, wie z. B. Carboxymethylcellulose, besteht. Natriumcarboxymethylcellulose
hat sich als sehr erfolgreich erwiesen.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung geformter
Kohlenstoffkörper, wobei die obenerwähnte kohlenstoffhaltige Formmasse einem Form- oder Gestaltungsvorgang
unterworfen und anschließend das Erhitzen des geformten Artikels unter nichtoxydierenden
Betriebsbedingungen auf eine Temperatur von über 5500' C bei einem genau geregelten, ein
Aufschwellen verhindernden Temperaturanstieg vorgenommen wird.
Die Konsistenz der erfindungsgemäßen Formmasse hängt von dem Wassergehalt ab, der im allgemeinen.
25 bis 30% nicht überschreitet, wobei dieser Prozentsatz wiederum von dem Vermahlungsgrad
der Kohle abhängig ist. Daher muß während des Mischens darauf Bedacht genommen
werden, den Wasserverlust durch Verdampfen einzuschränken.
Es ist manchmal wünschenswert, der Formmasse einen geringen Anteil eines Benetzungsmittels hinzuzufügen.
Geeignete Benetzungsmittel sind Seifen, sulfatierte oder sulfonierte Kohlenwasserstoffderivate
oder Stoffe aus der Klasse der nichtionogenen Waschmittel. Die Menge des verwendeten
Benetzungsmittels schwankt je nach den Umständen,,
wird aber im allgemeinen weniger als 3 Gewichtsprozent der Mischung betragen und darf
unter keinen Umständen so groß sein, daß sie auf die Kohle eine oxydierende oder sonstige chemische
Wirkung ausübt.
Die Menge des verwendeten besonderen Schmiermittels,
ist so gering, daß die darin enthaltene Sauerstoffmenge
in den Cellulose- und Carboxylgruppen nicht genügt, um eine schädliche Wirkung auf die
Kohle auszuüben, und obendrein wird die Wirkung solchen! Sauerstoffs in gewissem Maße durch den in
den Alkylgruppen vorhandenen Wasserstoff ausgeglichen.
Schwefel, Selen oder sonstige Substanzen mit ähnlichen dehydrogenierenden Eigenschaften können
der Mischung hinzugefügt werden, wobei man aber darauf achten muß, nur solche Stoffe auszuwählen,
die mit Wasser keine Reaktion eingehen); es sind vorzugsweise entweder feintverteilte feste Körper
oder Flüssigkeiten, die sich leicht 'mit Wasser mischen oder welche in einem Medium dispergiert
werden, das nicht mehr als 30% Wasser enthält. Der Anteil an Schwefel z. B. kann sich auf etwa 2%
des Kohlegewichts belaufen. Der Ausdruck mit Wasser nicht reagierend bedeutet, daß die verwendeten
Stoffe unter den Betriebsbedingungen des Verfahrens die Herstellung der Formmasse allenfalls
nur in geringem Maße bzw. nicht wesentlich mit Wasser reagieren sollen. Weitere feinverteilte
Stoffe können hinzugefügt werden, welche die Aufgäbe
und Wirkung haben, die Neigung der Kohle zum Schwellen bzw. Aufblähen noch weiter herabzusetzen,
oder welche dem Endprodukt besondere Eigenschaften verleihen. Beispiele für derartige
Stoffe sind Ruß, feinverteilter Graphit und Kaolin.
Die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Masse geeignetsten Kohlen, sind solche mit einem
Gehalt von 13 bis 30% an flüchtigen Bestandteilen,
auf die aschenfreie Trockensubstanz bezogen, vorzugsweise werden aber Kohlen mit einem Gehalt
von 14 bis 25% an flüchtigen Bestandteilen verwendet.
Die Körnung der feinverteilten'Kohle kann derart
sein, daß 90 %■ davon durch ein B.S.-Sieb Nr. 100 (rd. 1600 Maschen/cm2) hindurchgehen.
Zweckmäßigerweise liegt die Durchschnittskorngröße zwischen 6 und 30 Mikron.
Das Mischen dejr Kohle, des Wassers und des
Netzmittels wird zweckmäßig bei einer Temperatur von 350' C durchgeführt, jedoch können auch höhere
oder niedrigere Temperaturen! mit Erfolg verwendet werden. Vorteilhafterweise wird der Arbeitsgang
des Mischens in einem Zeitraum von 2 bis 3 Stunden durchgeführt.
Die erfindungsgemäßenFormmassen können, falls gewünscht, entlüftet werden, z. B. in einer Entlüftungsmühle,
bevor man dieselben dem Strangpressen unterzieht, welch letzteres entweder bei normaler Zimmertemperatur oder bei höherer Temperatur,
z. B. 50°' C, stattfinden, kann.
Nach dem Gestalten bzw. Formen der Masse durch Strangpressen oder in anderer Weise wird
der geformte Artikel getrocknet, und. zwar entweder an der Luft oder durch andere zweckmäßige und
wohlbekannte Mittel, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß die Trocknung gleichmäßig erfolgt, so daß
der Artikel frei von Rissen bleibt bzw. sich nicht verzieht. Man hat gefunden, daß, obwohl die
hergestellten Stangen, Rohre usw. unmittelbar nach dem Strangpressen eine sehr sorgfältige Behänd-
lung erfordern können, sie nach dem Trocknen leicht zu handhaben sind.
Beispiel ι
700 lbs. (rd. 315 kg) eines Gemisches aus 70%
Südwaliser, stark backender Kohle und 30% Graphit wurden in einer Kolloidmühle miteinander
sehr fein vermählen. Die obige Mischung wurde in einen Mischer mit Z-förmigem Rührflügel eingebracht
und 268 lbs. (rd. 120 kg) einer Gallerte,
bestehend aus 94 %■ Wasser, 5% Natriummethylcarboxycellulose und 1 °/o eines Netzmittels, wurden
hinzugegeben, nachdem diese Zusätze vorher zu einem Gemisch von weicher Konsistenz gemischt
worden waren. Das Mischen erfolgte dann in einem Zeitraum von 2 Stunden, während welcher Zeit die
Temperatur auf 35° C anstieg und die Mischung plastische Konsistenz annahm. Das sich ergebende
Gemisch wurde sodann durch Aufstampfen zu einem zylindrischen Barren (Knüppel) geformt, um
die eingeschlossene Luft auszutreiben, und dieser Barren wurde dann zu einem Rohr ausgezogen;
diese Rohre wurden dann in einen Ofen eingesetzt und dort 24 Stunden lang auf einer Temperatur von
50° C gehalten, worauf man sie in Kästen in gepulverten
Koks einpackte und die Kästen in elektrische öfen einsetzte, deren Temperatur bei einem
Temperaturanstieg von 2101C je Minute auf 8500C
gebracht wurde; die Rohre wurden aus dem Ofen herausgenommen, nachdem man sie unter nichtoxydierendenBetriebsbedingungen
auf etwa 2000C hatte abkühlen lassen.
4076 g einer Mischung aus 70% Südwaliser, stark backender Kohle und 30% Graphit wurden
zusammen mit 75 g Natriumcarboxymethylcellulase in einen Mischer des Kollergangtyps eingebracht,
und eine Lösung von 15 cm3 eines Netzmittels in 1410g Wasser wurde hinzugefügt. Das Ganze
wurde dann 2 Stunden lang gemischt, während welcher Zeit die Temperatur auf 250C anstieg;
hierauf wurde das Gemisch auf der Strangpresse ausgezogen^ und wie in Beispiel 1 erhitzt.
Claims (9)
- Patentansprüche:i. Verfahren der Herstellung einer kohlenstoffhaltigen Formmasse, gekennzeichnet durchdas innige Mischen von feinverteilter Kohle, Wasser und einem besonderen Schmiermittel aus einer carboxysubstituierten Cellulose, ζ. Β. Natriumcarboxymethylcellulose, miteinander.
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innige Mischung der feinverteilten Kohle mit dem besonderen Schmiermittel bei erhöhter Temperatur und unter solchen Betriebsbedingungen durchgeführt wird, daß kein nennenswerter Verlust an Wasser durch Verdampfen eintritt.
- 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur nicht über 35° C angewendet wird.
- 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besondere Schmiermittel in Mengen von 1,0 bis 2,5 % des Kohlegewichts verwendet wird.
- 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formmasse weiterhin ein kleiner Anteil eines Netzmittels (weniger als 3 Gewichtsprozent) hinzugefügt wird.
- 6. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formmasse ein Dehydrogenierungsmittel, welches mit Wasser nicht reagiert, wie Schwefel oder Selen, hinzugefügt wird.
- 7. Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofformstücken, dadurch gekennzeichnet, daß die nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellte Formmasse einem Arbeitsgang des Formens unterzogen und die geformten Artikel anschließend unter nichtoxydierenden Betriebsbedingungen auf eine Temperatur von über 5500C bei einem geregelten, ein Aufschwellen bzw. Aufblähen verhindernden Temperaturanstieg erhitzt werden.
- 8. Formmasse, hergestellt nach den Verfahren, wie sie in den vorhergehenden Beispielen ι und 2 beschrieben sind.
- 9. Formstücke, hergestellt nach dem Verfahren, wie sie in den vorhergehenden Beispielen ι und 2 beschrieben sind.Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 294661, 433476, 108579;französische Patentschrift Nr. 948 079.© 5682 1.53
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