DEP0005016DA - Verfahren zur Graphitierung von Steinkohleformkörpern - Google Patents

Description

Auf Grund neuer, in die bekannte Technik noch nicht eingegangener Erkenntnisse lassen sich aus ein bestimmtes Back- und Schmelzverhalten aufweisenden Steinkohlenfeinststäuben von einer Korngröße von höchstens 60, zweckmäßig höchstens 40 Mikron, mit oder ohne Anwendung von Bindemitteln durch Pressen und Sintern graphitierte Formkörper, sogenannte Kohlefritten besonderer Feinstruktur und neuartiger Eigenschaften herstellen. Hierbei können unter Verwendung von Steinkohlenstäuben praktisch jedes Inkohlungsgrades durch Veränderung der Preß-, Sinter- und Graphitierungsbedingungen die Eigenschaften der Formkörper in einem bisher nicht gekannten Ausmaß variiert und bestimmte, den jeweiligen Verwendungszwecken angepaßte Eigenschaften hervorgerufen werden.

In der Kunstkohletechnik hat man weder Kohlen so mannigfaltiger Inkohlungsrade einsetzen können noch von einer so weitergehenden Abstimmung der Preß-, Sinter- und Graphitierungsbedingungen Gebrauch gemacht. Hier hat man in der Hauptsache zwei Sorten von Formkörpern, nämlich Kohleformkörper bei Temperaturen von etwa 1000 bis 1400°C und Elektrographite hergestellt, indem man das bei 1000 bis 1400°C gewonnene Halbzeug, Hartkohlen gekannt, in Elektrographitierungsöfen bei Temperaturen von 2500 bis 2800°C vollständig graphitierte. Bei größeren Elektroden beträgt die Dauer der Sinterbehandlung, die aus der Aufheizung, dem eigentlichen Glühen und dem Abkühlen besteht, etwa 16 Tage, wobei die maximale Temperatur im Heizschacht etwa 12 Stunden eingehalten wird. Beim anschließenden Graphitieren in den Elektroöfen beträgt die Temperatur mindestens 2500 bis 2800°C, die vielfach bis zu 8 Tagen beibehalten wird.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß man bei der Herstellung von Formkörpern aus Steinkohlenfeinststäuben von einer Korngröße von höchstens 40 Mikron mit oder ohne Zusätze an Bindemitteln nicht nur mit niedrigeren Graphitierungstemperaturen, sondern auch mit wesentlich herabgesetzten Graphitierungszeiten auskommt, was sich vor allem in einer erheblichen Ersparnis an Stromkosten bemerkbar macht. So hat sich ergeben, daß bereits bei Temperaturen von etwa 1700 bis zu 2000°C ein Graphitierungsgrad erreicht wird, der bei einer nur wenig größeren Shorehärte praktisch die gleiche elektrische Leitfähigkeit wie das nach den bisherigen Verfahren bei Temperaturen 2500 bis 2800°C graphitierte Material ergibt. Darüber hinaus wurde gefunden, daß nur verhältnismäßig kurze Graphitierungszeiten benötigt werden, indem bei einer Aufheizung auf 2000°C innerhalb eines Zeitraumes von 8 Stunden bereits nach einer nur einstündigen Einhaltung der Höchsttemperatur die Graphitierungsvorgänge praktisch abgeschlossen, das heißt die Kohlenfritten gar sind.

Die leichte Graphitierbarkeit der gemäß der Erfindung zu verwendenden Steinkohlenfeinststäuben ist auf die große Feinheit der eine Korngröße von höchstens 40 Mikron aufweisenden Stäbe in Verbindung mit der durch Pressdruck von bis zu 4000 kg/cm(exp)2 gegebenen Vorverdichtung und die den Steinkohlen vom Charakter der Fett- und Esskohlen innenwohnende leichte Graphitierbarkeit zurückzuführen, die teils schmelzen, zum mindestens erweichen und einen an Graphitkeimen reichen Teerkoks bilden im Gegensatz zu den bisher zur Verwendung gekommenen, nicht mehr schmelzfähigen, thermisch mehr oder weniger inerten Anthraziten oder Koksen, deren ursprünglicher oder vom Verkoken herrührender graphitischer Anregungszustand durch das nachträgliche Aufmahlen zerstört wird.

Die durch die erwähnten Faktoren bedingte hohe Aktivität der Steinkohlenfeinststäube bei der Sinterung und Graphitierung führte zu dem erfindungsgemäßen Vorschlag, bei der Graphitierung von aus solchen Stäben mit oder ohne Zusatz an Bindemitteln durch Pressen und Sintern hergestellten Formkörpern Temperaturen von 1600 bis 2500°, insbesondere 1700 bis 2000°C anzuwenden und die Dauer der Einhaltung der Maximaltemperatur auf verhältnismäßig kurze Zeit, das heißt auf wenige, z.B. ach Stunden oder sogar nur eine Stunde zu beschränken.

Die mit dem neuen Verfahren erzielbaren Ergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich:

Claims (2)

1. Verfahren zur Graphitierung von aus Steinkohlefeinststäuben mit oder ohne Bindemittel durch Pressen und Sintern hergestellten Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitierungstemperatur 1600 bis 2500, insbesondere 1700 bis 2000°C beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der maximalen Graphitierungstemperatur höchstens wenige, z.B. acht Stunden oder auch nur eine Stunde beträgt.