DE900569C

DE900569C - Process for the production of carbon electrodes

Info

Publication number: DE900569C
Application number: DEC2171D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Peter
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1942-11-07
Filing date: 1942-11-07
Publication date: 1953-12-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Kohleelektroden Die Eigenschaften gebrannter Kohlen sind von einer ganzen Reihe von Bedingungen bei der Herstellung abhängig. So ist die gute Beschaffenheit der ungebrannten (grünen) Kohlenmasse eine notwendige Bedingung zur Erzielung einer hochwertigen gebrannten Kohle. Eine entscheidende Rolle spielen ferner hierbei die Eigenschaften des Bindemittels. Man hat versucht, die Klebkraft des hierfür meist benutzten Pechs durch Zugabe von gewissen höhermolekularen organischen Verbindungen zu erhöhen, z. B. von Polyvinylchlorid.Process for the manufacture of carbon electrodes. The properties of calcined Coals are dependent on a number of conditions in their manufacture. So the good quality of the unfired (green) coal mass is a necessary one Condition for obtaining high quality burned coal. A crucial one The properties of the binder also play a role here. One tried the adhesive strength of the pitch mostly used for this purpose by adding certain higher molecular weight to increase organic compounds, e.g. B. of polyvinyl chloride.

Die Verwendung solcher die Zähigkeit des Bindemittels heraufsetzenden Zusätze bringt jedoch neben dem verhältnismäßig hohen Preise dieser Stoffe noch den Nachteil einer meist umständlichen Handhabung der Zusätze mit sich. Auf die Beschaffenheit der gebrannten Kohlen haben diese Bindemittelzusätze aber keinen unmittelbaren, d. h. über die leichtere Verarbeitbarkeit der grünen Masse hinausgehenden Einfluß. Kohlen mit unbehandeltem Bindemittel und solche mit Polyvinylchloridzusatz darin besitzen nach dem Brande die gleichen Eigenschaften, sofern nur die ungebrannten Preßkörper in gleicher Güte vorlagen.The use of these increases the toughness of the binder However, additions bring in addition to the relatively high prices of these substances the disadvantage of a mostly cumbersome handling of the additives with it. On the However, these binder additives do not have the nature of the burned coals immediate, d. H. go beyond the easier processability of the green mass Influence. Coals with untreated binders and those with added polyvinyl chloride they have the same properties after the fire, if only the unfired ones Press bodies were present in the same quality.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch die einfach vorzunehmende Zugabe von anteilmäßig geringen Mengen von Chlorwasserstoff oder von Chlorwasserstoff abspaltenden Chloriden, wie z. B. P C15, A1 C13, Fe C13, B C'3, S O C12, C, H5 C O Cl, zum Bindemittel sich für die Anfertigung von Elektroden eine Reihe von Vorteilen ergibt, die nicht nur für die Herstellung des grünen Preßlings Bedeutung haben, sondern sich auch unmittelbar auf die Güte der gebrannten Elektrode auswirken. Zunächst wird die Empfindlichkeit der grünen Kohlekörper gegenüber Rißbildung während des Pressens sowie der gepreßten Kohlekörper gegen nachträgliche Verformung bedeutend vermindert. Außerdem wird der Temperaturbereich, innerhalb dessen man noch befriedigend arbeiten kann, nach höheren Temperaturen hin erheblich erweitert.It has now been shown that the simple addition of proportionally small amounts of hydrogen chloride or of chlorides splitting off hydrogen chloride, such as. B. P C15, A1 C13, Fe C13, B C'3, SO C12, C, H5 CO Cl, the binding agent for the production of electrodes results in a number of advantages that are not only important for the production of the green compact , but also have a direct effect on the quality of the fired electrode. First of all, the sensitivity of the green carbon bodies to cracking during pressing and of the pressed carbon bodies to subsequent deformation is significantly reduced. In addition, the temperature range within which one can still work satisfactorily is extended considerably towards higher temperatures.

Den Einfluß von Chlorwasseistoff abspaltenden Chloriden auf die Zähigkeitseigenschaften des Bindemittels zeigt folgende Zusammenstellung: Erweichungs- Tropfzahl punkt (nach Engler) nach Krämer- je Minute Sarnow bei 9o° C Weichpech ohne Zusatz ........... 47° 24 mit Zusatz von i 0/0 P C15 ........... 58° 4 . i 0/0 A1 C13 ........... 58° 5 i 0/0 Fe C1............ 56,5° 13 i 0/0 C,H"COC1 ...... 50° 16 Neben dem durch die Erhöhung der Bindekraft des Weichpechs erzielten Vorteil der weitgehenden Verhinderung eines fehlerhaften Verpressens von Elektrodenmassen ergibt sich auch eine nicht vorauszusehende Gütesteigerung der gebrannten Kohlekörper.The following table shows the influence of chlorides releasing hydrogen chloride on the toughness properties of the binder: Softening drop number point (after Engler) after shopkeeper- per minute Sarnow at 90 ° C Soft pitch without addition ........... 47 ° 24 with the addition of i 0/0 P C15 ........... 58 ° 4. i 0/0 A1 C13 ........... 58 ° 5 i 0/0 Fe C1 ............ 56.5 ° 13 i 0/0 C, H "COC1 ...... 50 ° 16 In addition to the advantage achieved by increasing the binding force of the soft pitch of largely preventing incorrect pressing of electrode compounds, there is also an unforeseeable increase in the quality of the burned carbon bodies.

Die Zahlen für Porenvolumen, Raumgewicht, Festigkeit usf. liegen erheblich günstiger als die entsprechenden Zahlen für Kohlekörper, die bei gleicher physikalischer Beschaffenheit im ungebrannten Zustand unter Verwendung von unbehandeltem Bindemittel hergestellt wurden.The figures for pore volume, volume weight, strength, etc. are considerable cheaper than the corresponding figures for carbon bodies, which are the same physical Condition in the unfired state using untreated binder were manufactured.

Man kann die chlorhaltigen Zusätze entweder erst mit den Bindemitteln vermengen und dann die kohlenstoffhaltigen Füllstoffe zugeben; man kann aber auch umgekehrt erst die Bindemittel mit den kohlenstoffhaltigen Füllstoffen zusammenmischen und dann die chlorhaltigen Zusätze zufügen.You can either add the chlorine-containing additives with the binders mix and then add the carbonaceous fillers; but you can also conversely, first mix the binders with the carbon-containing fillers and then add the chlorine-containing additives.

Werden hierbei die genannten Zusätze erst in der Mischmaschine zugegeben, so verfährt man vorteilhafterweise so, daß man zunächst den kohlenstoffhaltigen Füllstoff, z. B. Kokspulver, so lange mit dem unveränderten Weichpech mischt, bis die Masse völlig einheitlich ist, und erst gegen Schluß die die Bindekraft erhöhenden Stoffe hinzugibt. Beispiel Unbehandelte Mit 2 0% Fe C13 Kohle normaler (bezogen auf die Herstellungsart trockeneMasse) versetzt Raumgewicht ........ 1,52 1,64 Porenvolumen ......... 220/0 i7,5 % Spez. elektr. Widerstand 569 469 Festigkeit ............. 473 kg/cm2 626 kg/cm2 Aschegehalt ........... 0,74% 1'20/0 Wie das Beispiel zeigt, erhält man durch den Zusatz eine wesentlich dichtere Kohle mit erheblich gesteigerter mechanischer Festigkeit. Die Bindung des einzelnen Kokskornes in der erfindungsgemäß hergestellten gebrannten Kohle ist gegenüber einer Kohle bisheriger Herstellungsart wesentlich fester. Diese Eigenschaft sowie die größere Raumdichte der Kohle dürfte die Folge einer durch Zusätze bewirkten höheren Koksabscheidung aus dem Bindemittel sein.If the additives mentioned are only added in the mixer, the procedure is advantageously to first add the carbon-containing filler, e.g. B. coke powder, mixed with the unchanged soft pitch until the mass is completely uniform, and only add the substances increasing the binding force towards the end. example Untreated With 20% Fe C13 Coal normal (based on the Production method dry mass) offset Volume weight ........ 1.52 1.64 Pore volume ......... 220/0 i7.5% Spec. Electr. Resistance 569 469 Strength ............. 473 kg / cm2 626 kg / cm2 Ash content ........... 0.74% 1'20 / 0 As the example shows, the addition of a much denser carbon with considerably increased mechanical strength is obtained. The binding of the individual coke grains in the burnt coal produced according to the invention is much stronger than in a coal previously produced. This property, as well as the greater density of the coal, is likely to be the result of a higher coke deposition from the binder caused by additives.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht in seiner weitgehenden Anpassungsfähigkeit an den jeweiligen Verwendungszweck. Durch Wahl des Entsprechenden Chlorides hat man es dabei in der Hand, die geringe Erhöhung des Aschegehaltes unter Berücksichtigung des Verwendungszweckes unschädlich zu machen. So wird man etwa für Elektroden, die in der Aluminiumelektrolyse benutzt werden sollen, A1 C13 als Zusatz wählen. Für den Fall, daß zusätzliche metallische Verunreinigungen überhaupt unerwünscht sind, ist die Anwendung von P C15, S 0 C12 oder eines organischen Chlorides vorzuziehen. Bei Zugabe von P C15 ergibt sich der weitere Vorteil, daß so behandelte Kohlen auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit an der Luft aufweisen.Another advantage of the process is that it is far-reaching Adaptability to the respective purpose. By choosing the appropriate Chlorides you have it in hand, the slight increase in the ash content below Taking into account the intended use harmless. That's how you become for electrodes to be used in aluminum electrolysis, A1 C13 as Select addition. In the event that additional metallic impurities at all are undesirable, the use of P C15, S 0 C12 or an organic chloride is preferable. With the addition of P C15 there is the further advantage of being treated in this way Coals also have an increased burn resistance in air.

Es versteht sich von selbst, daß die Vorteile bei Verwendung von Bindemittel gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl für die grüne wie insbesondere die gebrannte Kohlemasse auch in gleichem Maße bei nicht vorgeformten Kohleelektroden nach Art der Söderbergelektroden erzielt werden.It goes without saying that the advantages of using binders according to the present invention for both the green and especially the fired Carbon mass also to the same extent for non-preformed carbon electrodes according to Art the Söderberg electrodes can be achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of carbon electrodes and electrode mass for it made of carbon-containing fillers and usual binders, characterized in that the binders, especially soft pitch, contain hydrogen chloride and / or those chlorides are added which are produced by reaction with the binder Able to split off hydrogen chloride.

2. The method according to claim i, characterized in that that the binders are mixed with the chlorine-containing additives first and then are mixed with the carbonaceous fillers. 3. "Method according to claim i, characterized in that first the fillers and binders in the usual way mixed and then, preferably after extensive mixing, the chlorine-containing Supplements are added. Cited publications: Zellner; “The artificial ones Coals for electrotechnical and electrical purposes, their manufacture and Examination ", igo3, p. 82, paragraph I, and p. 226, from the bottom line 2o to i8.