DEP0005769DA

DEP0005769DA - Sintered molded coal bodies

Info

Publication number: DEP0005769DA
Authority: DE
Inventors: Hans Rodo Dr. phil. Wanne-Eickel Asbach; Walter Dr. phil. Bochum Demann; Walter Dr. phil. Essen Schreiber
Original assignee: Fried. Krupp Zechen Hannover u. Hannibal, Bochum
Publication date: 1950-11-09

Description

Zur Herstellung von Kohleformkörpern sind bei den bekannten Verfahren bisher fast ausschließlich Rohstoffe, wie Graphit, Ruß, Anthrazit, Pechkoks, Petrolkoks und andere Kokse, zur Anwendung gekommen, die sämtlich keine Backfähigkeit aufweisen und im zerkleinerten Zustand mit Bindemitteln, wie Teer oder Pech, gemischt werden, bevor sie unter Druck geformt und anschließend unter Luftabschluß verkokt und graphitiert werden. Hinsichtlich des Gefüges und der mechanischen Eigenschaften weisen die in dieser Weise hergestellten Formkörper jedoch gewisse Nachteile auf. So erfordert die mit Rücksicht auf eine formhaltige Verkokung notwendige Beschränkung in der Menge des Bindemittels insbesondere mit steigendem Durchmesser der Formkörper neben äußerst geringen Aufheizungsgeschwindigkeiten eine immer größer werdende Körnung, die im Grenzfall bis zu 10 mm beträgt. Diese Grobkörnigkeit hat vielfach ungenügende Homogenisierungs- und Hochverdichtungsmöglichkeiten, mäßige Härte und Korngrenzenfestigkeit, uneinheitliche Gefügestruktur, stumpfe Oberflächen und mangelhafte mechanische Bearbeitbarkeit zur Folge.In the known processes, raw materials such as graphite, carbon black, anthracite, pitch coke, petroleum coke and other cokes have been used almost exclusively for the production of charcoal moldings, none of which are bakeable and are mixed in the comminuted state with binders such as tar or pitch before they are molded under pressure and then coked and graphitized in the absence of air. With regard to the structure and the mechanical properties, however, the moldings produced in this way have certain disadvantages. For example, the restriction in the amount of binder necessary with regard to shape-retaining coking, in particular with increasing diameter of the shaped body, requires, in addition to extremely low heating rates, an ever-increasing grain size, which in the limit is up to 10 mm. This coarse grain often results in inadequate homogenization and high compression possibilities, moderate hardness and grain boundary strength, inconsistent microstructure, dull surfaces and inadequate mechanical workability.

Wesentlich anders verhalten sich die Formkörper, die aus backenden Steinkohlenfeinstäuben von einer Korngröße von weniger als 60, zweckmäßig weniger als 40 Mikron mit oder ohne Zusatz von Bindemitteln auf dem Sinterwege hergestellt werden. Zu den für die Sinterfähigkeit notwendigen Voraussetzungen gehört ein bestimmtes Backvermögen und Schmelzverhalten der Feinststäube, damit beim Sintern unerwünschte, zur Deformierung oder Porenbildung führende Vorgänge, wie sie aus der Verkokungstechnik bekannt sind, unterbleiben. Die große, fast den Rußen gleichkommende Feinheit führt in Verbindung mit dem Sinter- und Backvermögen und der anwendbaren Hochverdichtung auch ohne den Zusatz besonderer Bindemittel zu einer Reihe offensichtlicher, in der Feinstruktur und den Eigenschaften der Kohleformkörper zum Ausdruck kommender Vorteile. Die durch Sintern und Graphitieren unter Ausschaltung vonThe shaped bodies which are produced by sintering from baking hard coal dusts with a grain size of less than 60, advantageously less than 40 microns, with or without the addition of binders, behave significantly differently. The prerequisites necessary for sinterability include a certain baking capacity and melting behavior of the fine dust so that undesired processes leading to deformation or pore formation, as known from coking technology, do not occur during sintering. The great fineness, almost equivalent to that of carbon black, in connection with the sintering and baking capacity and the applicable high compaction, even without the addition of special binders, leads to a number of obvious advantages expressed in the fine structure and properties of the carbon moldings. The by sintering and graphitizing with elimination of

Treib- und Blähvorgängen hergestellten Formkörper (sogenannte Kohlefritten) zeichnen sich insbesondere durch eine große Homogenität, Feinkörnigkeit, Feinporigkeit, metallisch glänzende sowie glatte Oberflächen und Schnittflächen bei mechanischer Bearbeitung aus. Im gesetzmäßigen Zusammenhang mit der Kornfeinheit, Hochverdichtung und besonderen Graphitstruktur und Kristallverankerung lassen sich auf diesem Wege Kohleformkörper mit ungewöhnlich großen Härten und Festigkeiten sowie hoher Leitfähigkeit für den elektrischen Strom und die Wärme herstellen. Wegen der Einsatzmöglichkeit von Kohlen und Kohleprodukten praktisch aller Inkohlungsgrade lassen sich infolge der unterschiedlichen kohlespezifischen Eigenschaften, insbesondere der unterschiedlichen Intensität der Graphitierungsvorgänge die Werkstoffeigenschaften der Kohleformkörper in wesentlich weiteren Grenzen verändern als es bisher bei Einsatz der meist schon vorgraphitierten und daher nicht mehr so stark unterschiedlichen Kokse u.dgl. unter Anwendung meist ein und desselben Bindemittels möglich gewesen ist. Die spezifischen Eigenschaften solcher Kohleformkörper kommen mit Härten von über 10 000 kg/cm(exp)2, Druckfestigkeiten von über 700 kg/cm(exp)2, elektrischen Widerständen von 10 Ohm / mm(exp)2/m an die Größenordnung der entsprechenden Werte von Metallen heran.Moldings produced by blowing and expanding processes (so-called carbon frits) are characterized in particular by a high degree of homogeneity, fine grain, fine pores, shiny metallic and smooth surfaces and cut surfaces during mechanical processing. In the regular connection with the grain fineness, high compression and special graphite structure and crystal anchoring, carbon moldings with unusually high hardness and strength as well as high conductivity for electrical current and heat can be produced in this way. Due to the possibility of using coal and coal products of practically all degrees of coalification, due to the different coal-specific properties, in particular the different intensity of the graphitization processes, the material properties of the carbon molded bodies can be changed within much wider limits than has been the case up to now when using the mostly pre-graphitized and therefore no longer so different cokes and the like has been possible using mostly one and the same binder. The specific properties of such carbon molded bodies come with hardnesses of over 10,000 kg / cm (exp) 2, compressive strengths of over 700 kg / cm (exp) 2, electrical resistances of 10 Ohm / mm (exp) 2 / m on the order of magnitude of the corresponding ones Values of metals.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Gedanken, die im Grunde anstelle von Hartkohlen, Edelkohlen und Kunstgraphiten zur Verwendung kommenden Kohlefritten als Ersatz für metallische Werkstoffe in die Gebrauchsgüterindustrie einzuführen. Zu diesem Zweck werden gemäß der Erfindung aus Steinkohlenfeinstäuben durch Sintern hergestellte graphitierte Steinkohleformkörper oberflächlich mit einem Metallüberzug, z.B. einem Nickel- oder Chromüberzug, versehen. Zweckmäßig ist es dabei, die Formkörper mit dem Metall zu überziehen, das durch die Kohlefritten ersetzt werden soll. Die Aufbringung der Metallüberzüge erfolgt am besten durch kathodische Abscheidung, da dank der elektrischen Leitfähigkeit und der überaus günstigen Elektrodeneigenschaften der Kohlefritten auf diesem Wege äußerst gleichmäßige, haltbare und dichte Metallschichten abgeschieden werden können. In vielen Fällen ist es jedoch zweckmäßig, zunächst eine dünne Schicht Kupfer und dann erst den eigentlichen Metallüberzug aufzubringen. Die Aufbringung der Überzüge kann jedoch auch auf jedem anderen beliebigen Weg, z.B. durch Aufschmelzen, Auf- spritzen, Kalorisieren, Sherardisieren oder Aufschrauben erfolgen.The present invention is based on the idea of introducing the carbon frits, which are basically used instead of hard carbons, noble carbons and synthetic graphites, as a substitute for metallic materials in the consumer goods industry. For this purpose, according to the invention, graphitized shaped coal bodies produced by sintering from fine coal dust are provided on the surface with a metal coating, e.g. a nickel or chrome coating. It is useful here to coat the shaped bodies with the metal that is to be replaced by the carbon frits. The application of the metal coatings is best done by cathodic deposition, because thanks to the electrical conductivity and the extremely favorable electrode properties of the carbon frits, extremely even, durable and dense metal layers can be deposited in this way. In many cases, however, it is advisable to first apply a thin layer of copper and only then apply the actual metal coating. However, the application of the coatings can also be done in any other way, e.g. by melting, spraying, calorizing, sherarding or screwing.

Claims

Graphitized molded coal bodies with metallic properties produced by sintering from fine coal dust with or without a binder, characterized in that they are provided with a metallic coating, preferably applied by cathodic deposition.