DE868738C - Verfahren zur Gewinnung von Formkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Formkörpern Unter den bekannten Verfahren, Steinkohlenstaub unter Zusatz von Bindemitteln zu Formkörpern zu verpressen, befinden sich auch Vorschläge von A c h e s o n jun., Steinkohlenpulver unbestimmter Herkunft und Kornform mit Graphit und anderen üblichen Zusätzen zu mischen und daraus Formkörper für Elektronen, Strahlplatten, feuerfeste Tiegel und andere technische Gebrauchsgegenstände herzustellen.
• Durch das physikalische Verfahren nach der Erfindung werden Formkörper gewonnen, die meist nur aus Steinkohle bestehen und die ohne Bindemittel verpreßt worden sind. Den Zustand der Steinkohle in den benutzten Formkörpern darf man vielleicht Kohlengraphit nennen (Sinterkohle). Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es unzweckmäßig ist, nach der üblichen, Entfernung des aschenreichen Fusites aus der Kohle den verbleibenden aschenarmen Rest als ganzes zu ververwenden. Vielmehr treten neue Erscheinungen auf, wenn man aus der im wesentlichen entaschten Kohle zunächst den Reinstvitrit absondert und als wertvolle Reinstkähle für sich verwendet; dagegen den schweren duritischen Anteil nach der neuen Aufbereitung nach der Erfindung zuführt, er ist reich an graphitischen Keimen. Wahrscheinlich sind dieses in Verbindung mit der aufbereitungstechnisch meist übersehenen humosen Grundmasse die Ursache für die Möglichkeit, diesen Anteil sintern zu können. Unter einer Sinterung wird dieselbe Behandlung verstanden, wie sie bei Metallpulvern oder Legierungen üblich ist, nämlich eine haltbare Pressung in lehrenhaltige Form und eine anschließende thermische Vergütung mit Verkittung. In beiden Fällen enthält der fertige Formkörper kleinste Porenräume.
• - Das neue Verfahren verbindet die bergmännische Kohlenaufbereitung mit der Herstellung von Graphitformstücken für hüttenmännische und elektrotechnische Zwecke, weil der Formgebung und thermischen Vergütung unmittelbar Kohlenanteile aus der Aufbereitung zugeführt wer-den. Dabei wird nicht nur die bisherige Graphitunterlage verlassen, sondern auch die bei ihm übliche Vorbereitung durch Reinigung, Aufarbeiten und Mischung mindestens mit bituminösen Bindemitteln, Graphitpulver wird nach der Erfindung nur in besonderen Fällen zugesetzt, in denen die ergänzende Aufgabe ,gestellt ist Formstücke mit besonderen Eigenschaften, z. B. einer bestimmten elektrischen Leitfähigkeit, herzustellen.
• Das neue Verfahren zur Gewinnung von Formkörpern aus Steinkohle besteht darin, Steinkohlen-Staub, dessen Teilchen vorteilhaft alle kleiner sind als 40 Mikron, von dem Anteil mit geringerer Wichte als 1,3.2 und zweckmäßig auch leichter als 434 zu befreien, durch Pressen lehrenhaltig zu formen und anschließend im freien Stand zu sintern. Wenn der duritische Anteil ödes Steinkohlenstauhes auf flüssigem Wege durch ein Schweremittel abgetrennt wird, so empfiehlt sich in der anschließenden Waschstufe eine chemische Entaschung. Diese ist jedoch durchaus nicht in allen Fällen notwendig, weil auch ohne dies der Aschengehalt des verpreßten Anteils in der Größenordnung üblicher Graphite und daher marktgängiger Formkörper liegt.
• Die in striktem Gegensatz zur üblichen Verkokun,g stehende Sinterung nach der Erfindung wurde auf Grund elektronenoptischer Untersuchungen vorausgesagt, sie hat sich bestätigt. Verpreßt man einen nach der Erfindung vorbereiteten Kohlenstaub bei etwa 8oo bis iooo Atm., so entstehen glatte dichte Formstücke mit graphitartig glänzender Oberfläche und angemessener Festigkeit, die durch Sintern therrnisch vergütet werden können, ohne dabei ihre Form oder Oberflächenbeschaffenheit in einer für das bloße Auge sichtbaren Weise zu verändern. Diese Formkörper können also unmittelbar nach dem Abkühlen, verwendet werden.
• Der lehrenhaltige. Übergang in Graphifkohle beruht wahrscheinlich auf einen Austritt kleinster Mengen von Kohlenwasserstoffen aus dem Inneren von K6hIenteilchen und deren sofortigem Niederschlag unter Urückenbildung und Verkokung auf Teilchenoberflächen. Dies ist das Gegenteil der bekannten Thermodiffusion bei der von Oberflächen her Teilchen in Schmelzen hineinwandern, Die ,geringfügigen restlichen Kohlenwasserstoffe des duritischen Anteils sind in den Kohleteilchen dieses definierten und im ganzenhohen Inkohlungsgrades an ganz bestimmten Stellen enthalten, nämlich in Schichten, die mit graphitischen Flächenkristallen abwechseln. Infolgedessen wandern die Gase bei der Erhitzung aus den Formstücken auf bestimmten sehr engen vorgegebenen Wegen nach außen. Es liegt nahe, zu vermuten, daßt diese Wege von der Oberfläche her gebildet werden und allmählich immer tiefer in den Forinkörper hineinwachsen. Diese Kanäle und Spalten sind nur bei starker ,mikroskopischer Vergrößerung sichtbar. Die Störung des Formkörperaufbaues, d.ie sie mit sich bringen, wird um das Vielfache ausgeglichen durch die verfestigende Sinterwirkung der wachsenden Graphitkeime; denn dieser zufolge sinkt beispielsweise bei einer Sinterung bei 8oo' der spezifische Widerstand um rund sieben Zehnerpotenzen. Dieser neue Wert stellt sich beim Erwärmen auf niedrige Temperaturen regelmäßig und genau wieder ein.
• Bei einer Formung und Pressung bei etwa iooo Atm. entstehen nach der Erfindung trotz des sehr feinen Ausgangsstaubes praktisch genügend haltbare Formkörper. Zur wahlweisen Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit der Formkörper kann man ihnen Graphitpulver derselben Kornkennlinie gleichmäßig beimischen, etwa in der Größenordnung von io bis 2,o 1/o. Es scheint, als ob bei dieser Beimischung, die an sich. die Festigkeit des Formkörpers herabsenkt, beim Preßvorgang durch Verschiebung der Graphitschichtkristalle gegeneinander neue Grenzflächen freigelegt und der Sintervorgang der benachbarten Graphitkeime der Kohle günstig beeinflußt wird, so daß tatsächlich eher eine Festigkeitserhöhung eintritt. Von besonderem Vorteil ist es, daß in die Effusions-(Entgasungs-) Kanäle des fertigen Formkörpers Metalle zur Aktivierun#g oder zur Benutzung als Effektkohle eingebracht werden können, z. B. indem man den mäßig warmen Formkörper in entsprechende Metallsalze taucht oder damit übersprüht.
• Bei dem neuen Verfahren war weder vorauszusehen, daß der isolierte Steinkohlenanteil, der hauptsächlich aus Durit, daneben aus Mattfusit und in ganz geringen Mengen aus Vitritspuren besteht, noch dazu in so feiner Pulverform haltbar verpreßt werden kann, und noch weniger, daß er der Sinterung unter weitgehender Änderung des Fein)baues jedoch ohne äußerlich meßbare Verformun.g zugänglich sein würde.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Formkörpern aus Steinkohle, dadurch gekennzeichnet, daß Steinkohlenstaub, dessen Teilchen vorteilhaft alle kleiner sind als 4o Mikron, von dem Anteil mit geringerer Wichte als IJ2 und zweckmäßig auch leichter als 1,34 befreit, durch Pressen lehrenhaltig geformt und anschließend formtreu gesintert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der duritische Anteil in einem Schweremittel abgetrennt und in der anschließenden Waschstufe auch chemisch entascht wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei rund ioao Atm. geformt lind gepreßt wird. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressmasse zur wahlweisen Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit Graphitpulver derselben Kornkennlinie gleichmäßig beigemischt wird. el 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Effusions-(Entgasungs-)Kanäle des fertigen Fornikörpers Metal-le zur Aktivierung oder zur Benutzung als Effektkohle eingebaut werden.