EA014903B1 - Method for manufacturing graphite electrode - Google Patents

Method for manufacturing graphite electrode Download PDF

Info

Publication number
EA014903B1
EA014903B1 EA201001026A EA201001026A EA014903B1 EA 014903 B1 EA014903 B1 EA 014903B1 EA 201001026 A EA201001026 A EA 201001026A EA 201001026 A EA201001026 A EA 201001026A EA 014903 B1 EA014903 B1 EA 014903B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
binder
filler
coal
amount
mixing
Prior art date
Application number
EA201001026A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201001026A1 (en
Inventor
Сергей Алексеевич Перфилов
Аида Разим кызы Караева
Максим Александрович Хасков
Эдуард Борисович МИТБЕРГ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиции"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиции" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиции"
Priority to EA201001026A priority Critical patent/EA201001026A1/en
Publication of EA014903B1 publication Critical patent/EA014903B1/en
Publication of EA201001026A1 publication Critical patent/EA201001026A1/en

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

The invention can be used in making graphite electrodes. A Method comprises mixing an aggregate, comprising a mixture of oilcoke, black coal or a mixture thereof and a binder as coal tar pitch, further compacting the obtained paste and forming thereof into a solid body, baking and graphitization thereof. During the aggregation fullerene carbon black. The amount of the binder comprises not more than 15% by weight. The inventive result in realizing said method is to increase the quality of the targeted product – graphite electrode concerning its life time and improving its operation qualities.

Description

Изобретение может быть использовано для изготовления графитированных электродов, в частности, применяемых в дуговых сталеплавильных и рудно-термических печах и других электротермических установках для выплавки высококачественных легированных и малоуглеродистых сталей, ферросплавов и специальных сплавов, чугуна, цветных металлов и др.The invention can be used for the manufacture of graphite electrodes, in particular, used in arc steelmaking and ore-thermal furnaces and other electrothermal installations for smelting high-quality alloyed and low-carbon steels, ferroalloys and special alloys, cast iron, non-ferrous metals, etc.

Графитированные электроды (ЭГ) традиционно изготавливаются на основе нефтяного кокса и каменноугольного пека (связующий и пропиточный пек). Технология их изготовления в настоящее время хорошо отработана и обеспечивает высокое качество продукции при условии очень строгого соблюдения регламентов, гибкого учета особенностей поступающих партий сырьевого кокса и пека. В числе таких технологий можно упомянуть способ по патенту РФ № 2324646, в котором повышение прочности графитовых электродов достигается за счет добавок углеродных волокон в смесь кокса (угля или их смесей) и пекового связующего материала, при этом содержание углеродных волокон составляет от 4 до 10 мас.% относительно всех компонентов смеси. Полученные электроды имеют не только улучшенную прочность по сравнению с обычными электродами, наблюдается также снижение коэффициента продольного теплового расширения. К недостаткам известного способа следует отнести высокую температуру и длительность процесса графитации, что существенно усложняет его коммерческое использование. Следует также отметить, что как описанная, так и многие другие известные технологии изготовления графитированных электродов внутренне противоречивы, так как обеспечивающий связность и плотность пек фактически снижает электропроводность и теплопроводность, препятствуя равномерному распределению коэффициента линейного теплового расширения.Graphite electrodes (EG) are traditionally made on the basis of petroleum coke and coal tar pitch (binder and impregnation pitch). The technology for their manufacture is currently well established and provides high quality products subject to very strict compliance with regulations, flexible consideration of the characteristics of incoming batches of raw coke and pitch. Among these technologies, we can mention the method according to the patent of the Russian Federation No. 2324646, in which the increase in the strength of graphite electrodes is achieved by adding carbon fibers to the mixture of coke (coal or mixtures thereof) and pitch binder, while the content of carbon fibers is from 4 to 10 wt. .% relative to all components of the mixture. The resulting electrodes have not only improved strength compared to conventional electrodes, there is also a decrease in the coefficient of longitudinal thermal expansion. The disadvantages of this method include the high temperature and duration of the graphitization process, which significantly complicates its commercial use. It should also be noted that both the described and many other known technologies for the manufacture of graphite electrodes are internally contradictory, since the pitch providing connectivity and density actually reduces the electrical conductivity and thermal conductivity, preventing the uniform distribution of the coefficient of linear thermal expansion.

Задача, положенная в основу создания заявленного способа изготовления графитового электрода, состоит в устранении главных недостатков общепринятых технологий, а именно сложности технологических операций, больших расходов на нейтрализацию выбросов, высокой пористости конечного изделия, неизбежной при применении большого количества пека и вызывающей, в свою очередь, снижение времени жизни электрода, его электропроводность и теплопроводность. Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении качества конечного продукта - графитового электрода в части повышения срока его службы и увеличения эксплуатационных свойств.The task underlying the creation of the claimed method of manufacturing a graphite electrode is to eliminate the main disadvantages of generally accepted technologies, namely, the complexity of technological operations, high costs to neutralize emissions, high porosity of the final product, which is inevitable when using a large amount of pitch and, in turn, causes reduction of the electrode lifetime, its electrical conductivity and thermal conductivity. The technical result obtained when solving the problem is to improve the quality of the final product - a graphite electrode in terms of increasing its service life and increasing operational properties.

Для достижения поставленного результата предлагается в способе изготовления графитового электрода, включающем смешивание наполнителя в виде нефтяного кокса, каменного угля или их смесей и связующего в виде каменноугольного пека, последующие компактирование полученной массы, её обжиг и графитацию, при смешивании к наполнителю добавить фуллереновую сажу в количестве от 1 до 4 мас.%, а количество использованного связующего ограничить не более 15 мас.%.To achieve the result, it is proposed in a method of manufacturing a graphite electrode, comprising mixing a filler in the form of petroleum coke, coal or mixtures thereof and a binder in the form of coal tar pitch, subsequent compacting of the obtained mass, its calcination and graphitization, when mixing to the filler, add fullerene soot in an amount from 1 to 4 wt.%, and the amount of binder used to limit no more than 15 wt.%.

Предпочтительные, но не обязательные варианты реализации способа предусматривают добавку фуллереновой сажи в наполнитель по завершении по меньшей мере около 80% цикла смешивания, а также проведение компактирования путем прессования или экструдирования при температурах 120200°С.Preferred, but not required process implementations include adding fullerene soot to the filler at the end of at least about 80% of the mixing cycle, as well as compacting by extrusion or extrusion at temperatures of 120-200 ° C.

Предполагаемое изобретение может опираться на полусухой метод.The alleged invention may be based on a semi-dry method.

Принципиальная технологическая схема производства графитовых электродов в соответствии с заявленным решением включает следующие технологические процессы:Schematic diagram of the production of graphite electrodes in accordance with the stated solution includes the following processes:

подготовку нефтяного кокса к производству - прокалка, размол, рассев и тонкий помол;preparation of petroleum coke for production - calcination, grinding, sieving and fine grinding;

смешивание наполнителя (фракций кокса, угля или их смесей) со связующим - каменноугольным пеком в требуемой пропорции в зависимости от марки конечного продукта;mixing the filler (fractions of coke, coal or mixtures thereof) with a binder - coal tar pitch in the required proportion, depending on the brand of the final product;

прессование из полученной массы заготовок в глухую матрицу или через мундштук прошивного пресса;pressing from the obtained mass of preforms into a blank matrix or through the mouthpiece of a piercing press;

обжиг заготовок при температуре 800-1200°С;firing blanks at a temperature of 800-1200 ° C;

пропитку заготовок пеком в автоклаве;impregnation of billets with pitch in an autoclave;

повторный обжиг заготовок при температуре 800-1200°С;re-firing blanks at a temperature of 800-1200 ° C;

графитацию заготовок при температуре 2400-3000°С.graphitization of workpieces at a temperature of 2400-3000 ° C.

В общем виде в зависимости от назначения и требуемых характеристик конечного продукта в процессе производства могут быть использованы различные сочетания перечисленных технологических процессов. Так, например, нефтяной кокс может использоваться в прокаленном или непрокаленном виде, количество обжигов может варьироваться от 1 до 5, пропитка производится каменноугольным пеком, растворами солей или пироуглеродом и т.д.In general terms, depending on the purpose and required characteristics of the final product in the production process, various combinations of the above technological processes can be used. So, for example, petroleum coke can be used in a calcined or non-calcined form, the number of calcinations can vary from 1 to 5, the impregnation is carried out with coal tar pitch, salt solutions or pyrocarbon, etc.

Отличием заявленного решения от существующих технологий является то, что в наполнитель на этапе смешивания вводят фуллереновую сажу в количестве от 1 до 4 мас.%, а количество использованного связующего составляет не более 15 мас.%.The difference between the claimed solution and existing technologies is that fullerene carbon black is introduced into the filler at the mixing stage in an amount of 1 to 4 wt.%, And the amount of binder used is not more than 15 wt.%.

Ниже представлен пример реализации заявленного способа.Below is an example implementation of the claimed method.

В соответствии с таким примером предварительно прокаленный до температуры 1300°С и измельченный нефтяной кокс в количестве 73 мас.%, каменный уголь - 12 мас.% и фуллереновую сажу- 2,5 мас.% тщательно перемешивают сухим способом. Затем смесь сухих компонентов смешивают со связующим пеком в количестве 12,5 мас.% полусухим способом в течение 10 мин. Полученную смесь компактируют методом прессования с формированием тела электрода, обжигают и графитируют при температуре 2700°С в течение 10 ч. Свойства полученного электрода приведены в нижеследующей таблице.In accordance with such an example, preliminarily calcined to a temperature of 1300 ° C and ground petroleum coke in an amount of 73 wt.%, Coal - 12 wt.% And fullerene soot - 2.5 wt.% Are thoroughly mixed by dry method. Then the mixture of dry components is mixed with binding pitch in an amount of 12.5 wt.% Semi-dry method for 10 minutes The resulting mixture is compacted by pressing to form the body of the electrode, burned and graphitized at a temperature of 2700 ° C for 10 hours. The properties of the obtained electrode are shown in the following table.

- 1 014903- 1 014903

Предел прочности при изгибе, МПа, не менее Bending strength MPa, not less Удельное электрическое сопротивление, мкОм-м, не более Electrical resistivity, μOhm-m, no more Объемная плотность, г/см1, не менееBulk density, g / cm 1 , not less Т емпературиый коэффициент линейного расширения в интервале температур от 20 до 520 °С, -10’6, К'1, не болееT temperature coefficient of linear expansion in the temperature range from 20 to 520 ° C, -10 ' 6 , K' 1 , no more Пористость, %, не более Porosity, %, no more 18 eighteen 5 5 1,88 1.88 1,5 1,5 12 12

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM

Claims (3)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ изготовления графитового электрода, включающий смешивание наполнителя в виде нефтяного кокса, каменного угля или их смесей и связующего в виде каменноугольного пека, последующие компактирование полученной массы, её обжиг и графитацию, отличающийся тем, что при смешивании к наполнителю добавляют фуллереновую сажу в количестве от 1 до 4 мас.%, а количество использованного связующего составляет не более 15 мас.%.1. A method of manufacturing a graphite electrode, comprising mixing a filler in the form of petroleum coke, coal or mixtures thereof and a binder in the form of coal tar pitch, subsequent compaction of the resulting mass, its calcination and graphitization, characterized in that when mixing, the amount of fullerene carbon black is added to the filler from 1 to 4 wt.%, and the amount of binder used is not more than 15 wt.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фуллереновую сажу добавляют в наполнитель по завершении по меньшей мере около 80% цикла смешивания.2. The method according to claim 1, characterized in that fullerene soot is added to the filler at the end of at least about 80% of the mixing cycle. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что компактирование проводят путем прессования или экструдирования при температурах 120-200°С.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the compaction is carried out by pressing or extrusion at temperatures of 120-200 ° C. Евразийская патентная организация, ЕАПВEurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2
EA201001026A 2010-07-16 2010-07-16 METHOD OF MANUFACTURING GRAPHITE ELECTRODE EA201001026A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201001026A EA201001026A1 (en) 2010-07-16 2010-07-16 METHOD OF MANUFACTURING GRAPHITE ELECTRODE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201001026A EA201001026A1 (en) 2010-07-16 2010-07-16 METHOD OF MANUFACTURING GRAPHITE ELECTRODE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA014903B1 true EA014903B1 (en) 2011-02-28
EA201001026A1 EA201001026A1 (en) 2011-02-28

Family

ID=43778129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201001026A EA201001026A1 (en) 2010-07-16 2010-07-16 METHOD OF MANUFACTURING GRAPHITE ELECTRODE

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA201001026A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020016186A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-23 Basf Se Blend composition comprising petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes
RU2800748C2 (en) * 2018-07-19 2023-07-27 Басф Се Mixed composition containing petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2183190C2 (en) * 2000-04-17 2002-06-10 Государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" Method of carbon electrode making
RU2324646C2 (en) * 2002-08-27 2008-05-20 Графтек Интернэшнл Холдинз Инк. Plumbaginous products production method
US20090078315A1 (en) * 2003-03-26 2009-03-26 Sony Corporation Electrode, method of making same, photoelectric transfer element, method of manufacturing same, electronic device and method of manufacturing same
RU2363773C2 (en) * 2004-06-22 2009-08-10 СиАйАй КАРБОН ЭлЭлСи Carbon electrode for electrolysis bath for producing aluminium and method of making said electrode (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2183190C2 (en) * 2000-04-17 2002-06-10 Государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" Method of carbon electrode making
RU2324646C2 (en) * 2002-08-27 2008-05-20 Графтек Интернэшнл Холдинз Инк. Plumbaginous products production method
US20090078315A1 (en) * 2003-03-26 2009-03-26 Sony Corporation Electrode, method of making same, photoelectric transfer element, method of manufacturing same, electronic device and method of manufacturing same
RU2363773C2 (en) * 2004-06-22 2009-08-10 СиАйАй КАРБОН ЭлЭлСи Carbon electrode for electrolysis bath for producing aluminium and method of making said electrode (versions)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020016186A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-23 Basf Se Blend composition comprising petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes
CN112424398A (en) * 2018-07-19 2021-02-26 巴斯夫欧洲公司 Blend composition for electrodes comprising petroleum coke and pyrolytic carbon
RU2800748C2 (en) * 2018-07-19 2023-07-27 Басф Се Mixed composition containing petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
EA201001026A1 (en) 2011-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10308513B2 (en) Method for producing graphite bodies
CN108706973B (en) Preparation method of high-strength high-thermal-conductivity graphite material
CA2570101A1 (en) Electrodes useful for molten salt electrolysis of aluminum oxide to aluminum
US9534845B2 (en) Method for manufacturing a refractory for an inner lining of a blast furnace and blast furnace having the inner lining
CN100494507C (en) High-density semi-graphite cathode carbon block and method for producing same
JP5884159B2 (en) Method for producing metallurgical coke
CN101591190A (en) A kind of aluminum electrolytic bath side wall New Si 3N 4-SiC-C refractory brick and preparation method thereof
EA014903B1 (en) Method for manufacturing graphite electrode
US5068026A (en) Process for the production of non-puffing shaped carbon bodies
RU2333236C1 (en) Charge for production of furnace coke
RU2258032C1 (en) Method of manufacture of structural graphite
JP4048756B2 (en) Coke production method with uniform quality
CN109768277B (en) Graphene oxide modified coal tar pitch binder and preparation method thereof
JPH11130535A (en) Production of carbon material
JP4107038B2 (en) Process for producing calcined coke
US2732333A (en) Graphite containing metallurgical
JP4539147B2 (en) Method for producing graphite electrode for electric discharge machining
KR102634867B1 (en) Composition for needle cokes and carbon electrode
JPS61295216A (en) Preparation of isotropic graphite material having high density and high strength
RU2256610C2 (en) High-density fine-grain coal-graphite materials production process
RU2045473C1 (en) Method for manufacture of graphitized products
GB2231562A (en) Process for the production of non-puffing shaped carbon bodies
NL8105217A (en) PROCESS FOR PREPARING CARBONS WITH INCREASED SOLUTION RATE
SU1109963A1 (en) Process for manufacturing carbonaceous paste for self-baking electrode
KR20240020287A (en) Electrode material for electrode for saf using isotropic coke and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU

NF4A Restoration of lapsed right to a eurasian patent

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ MD TM

TC4A Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent
PD4A Registration of transfer of a eurasian patent in accordance with the succession in title