JP2014168909A - Method for manufacturing graphite material - Google Patents

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大橋純
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常深武彦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a graphite material including a filling step capable, by curtailing the occurrence of the local deposition of a raw ingredient powder filled into a molding container or the generation of gaps owing to the mobilization of the powder, of preventing local anisotropy and the generation of a density difference and unlikely to entail cracking.SOLUTION: The provided method for manufacturing a graphite material is a method for manufacturing a graphite material comprising: a filling step of charging, into a molding container, a raw ingredient powder obtained by pulverized an admixture of coke and pitch; a molding step of obtaining a molding by impressing a hydrostatic pressure onto the molding container; a firing step of obtaining a fired product by firing the molding, and a graphitizing step of obtaining a graphite material by graphitizing the fired product. The charging step is executed by a charging device for inserting a tube-shaped charging cylinder having a feeder for feeding the raw ingredient powder and a barrier member for temporarily retaining the raw ingredient powder into the molding container, and charging the raw ingredient powder therein.

Description

本発明は、黒鉛材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a graphite material.

黒鉛材料は、2000℃を超える耐熱性を有し、化学的安定性を有しているので、様々な産業で利用されている。
押出成形で製造される黒鉛材料(押出黒鉛)は、大きな材料が容易に得られることが特徴である。しかしながら押出成形で成形される大径の押出黒鉛は、成形性を良くするために、太くなるに従って使用する原料の粒子を粗くして成形されていた。このような太径の押出黒鉛は、原材料の粒子が粗いので、内部には大きな気孔が多数存在し、気孔周辺では応力集中が起きやすく十分な強度が得られにくい問題があった。このため押出成形による黒鉛材料は、太径かつ高強度のものを得られにくい特徴の素材であった。
Graphite materials have heat resistance exceeding 2000 ° C. and chemical stability, and thus are used in various industries.
Graphite material (extruded graphite) produced by extrusion is characterized in that a large material can be easily obtained. However, large-diameter extruded graphite formed by extrusion molding is formed by coarsening raw material particles as it becomes thicker in order to improve moldability. Such a large-diameter extruded graphite has a problem that since the raw material particles are coarse, there are many large pores inside, and stress concentration is likely to occur around the pores, making it difficult to obtain sufficient strength. For this reason, the graphite material obtained by extrusion molding is a material having a characteristic that it is difficult to obtain a large diameter and high strength material.

一方、等方性黒鉛材は、細かな原料粉を用いCIP(Cold Isostatic Press)成形し、焼成、黒鉛化して製造される。原材料を細かく粉砕し、CIP成形装置で等方的に加圧するので組織が細かく高強度の素材が得られることが特徴である。等方性黒鉛材は、主に成形に使用するCIP成形装置の大きさが製造できるサイズを制約する。近年、大型のCIP成形装置が製造されるようになり、押出黒鉛よりも高強度で大きな黒鉛材料が得られるようになった。このため、特に高温の不活性雰囲気で使用するホットプレス、単結晶引き上げ装置、各種高温の加熱炉、熱処理炉などの装置の高強度の内部部材などと幅広く利用できるようになった。   On the other hand, the isotropic graphite material is manufactured by forming a CIP (Cold Isostatic Press) using fine raw material powder, firing and graphitizing. Since the raw material is finely pulverized and isotropically pressurized with a CIP molding apparatus, it is characterized in that a high-strength material with a fine structure can be obtained. The isotropic graphite material restricts the size that can be produced mainly by the size of the CIP molding apparatus used for molding. In recent years, large-scale CIP molding apparatuses have been manufactured, and a large graphite material having higher strength than extruded graphite has been obtained. For this reason, it can be widely used as a high-strength internal member of devices such as a hot press, a single crystal pulling device, various high-temperature heating furnaces, heat treatment furnaces, etc., particularly used in a high-temperature inert atmosphere.

このような組織の細かな等方性黒鉛材は、高強度の素材が得られる一方、細かな原材料を用いているので原料粉の偏析が生じやすく、製造段階で割れやすいことが問題となっている。
成形容器に耐火配合物の原料粉を充填する際の偏析を解決するために、特許文献1には以下の提案がなされている。
「CIP成形のために充填すべき耐火配合物(原料粉)のそれぞれの充填回の配合物量を順次モールド(成形容器)内に投入し充填するに当たって、中間ライナーを、モールド内に配置された芯棒に沿って上下方向に、且つ、底部ライナーと平行に移動可能に設け、この中間ライナーをモールド内の上方に位置せしめてモールド上方から投入された配合物量を受け、次いで、この中間ライナーを段階的に下げて、その段階毎に投入された配合物の所定分割量を受けることを特徴とするCIP成形における配合物充填方法。」
While a fine isotropic graphite material having such a structure can provide a high-strength material, it is a problem that the raw material powder tends to segregate because it uses fine raw materials, and is easily cracked in the manufacturing stage. Yes.
In order to solve the segregation when the forming container is filled with the raw powder of the refractory compound, Patent Document 1 proposes the following.
“In order to fill and fill the mold (molding container) with the amount of each refractory compound (raw material) to be filled for CIP molding in the mold (molding container), the intermediate liner is placed in the mold. Positioned along the bar vertically and parallel to the bottom liner, the intermediate liner is positioned above the mold to receive the amount of formulation charged from above the mold, and the intermediate liner is then staged The composition filling method in CIP molding is characterized by receiving a predetermined divided amount of the composition charged at each stage. "

このような充填方法をとることによって、「順次、充填される耐火配合物の表面は加圧されないフリーな状態にあるので、次に充填される配合物との間の境界に境界層を形成することがなく、かつ、順次、充填される耐火配合物内に形成される偏析の程度はきわめて小さいものとなる。」ことが記載されている。   By adopting such a filling method, “the surface of the refractory compound to be filled is in a free state that is not pressurized, so that a boundary layer is formed at the boundary between the compound to be filled next. And the degree of segregation formed in the refractory blends that are sequentially filled is very small. "

特開平11−58350号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-58350

しかしながらこのような方法では、成形容器内の中間モールドを、原料粉を充填後に取り出すことが困難であるので、中間モールドを成形容器内に残したままCIP成形しなければならない。
圧力を加えても原料粉のように体積収縮しない中間モールドなどの治具を成形容器内部に入れたまま成形すると、治具は収縮しないので治具の近傍では治具の表面に垂直な方向の圧力が支配的となり、等方性加圧ができず部分的な異方性を生じる原因となる。
However, in such a method, since it is difficult to take out the intermediate mold in the molding container after filling the raw material powder, it is necessary to perform CIP molding while leaving the intermediate mold in the molding container.
If a jig such as an intermediate mold that does not shrink in volume, even if pressure is applied, is molded while it is placed inside the molding container, the jig will not shrink. The pressure becomes dominant and isotropic pressurization cannot be performed, causing partial anisotropy.

さらに、中間ライナーを段階的に下げる際に共に原料粉が移動する。このとき原料粉がゴム側壁との間で摩擦力を受け縦方向に剪断歪みを受ける。充填された原料粉が剪断歪みを受けると、充填された原料粉内部に一旦ひび割れが形成されるように空隙が生じる。
また、充填容器内に芯棒を配置し、そのまま原料粉を充填するので、充填後に芯棒を抜く際に、芯棒周辺に一旦空隙が生じる。
前記のように、成形容器内で原料粉などの移動にともなって原料粉に大きな空隙が生じると、黒鉛材料のような異方性の高い原材料では、成形後に、空隙のあった箇所の周辺で周囲と異なる方向性のもととなる原料粉の配向あるいは密度バラツキが生じやすくなり、成形体あるいは焼成体のクラックの起点となる。
以上説明したように、クラックの原因となるので一旦充填された黒鉛材料の原料粉を、成形容器内部で移動させることは好ましくない。
Furthermore, the raw material powder moves together when the intermediate liner is lowered stepwise. At this time, the raw material powder receives a frictional force with the rubber side wall and undergoes shear strain in the longitudinal direction. When the filled raw material powder is subjected to shear strain, voids are generated so that cracks are once formed inside the filled raw material powder.
Further, since the core rod is arranged in the filling container and filled with the raw material powder as it is, when the core rod is pulled out after filling, a gap is once generated around the core rod.
As described above, when a large void is generated in the raw material powder as the raw material powder moves in the molding container, a highly anisotropic raw material such as a graphite material is formed around the portion where there is a void after molding. Orientation or density variation of the raw material powder, which has a different directionality from the surroundings, tends to occur, and becomes a starting point for cracks in the molded body or fired body.
As described above, since it causes cracks, it is not preferable to move the raw material powder of the graphite material once filled inside the molding container.

また、原料粉は、粗い粉と細かい粉の充填のされ方、成分の差から、偏析が生じると、焼成または黒鉛化時の収縮のしかたに差が生じ密度差が形成され、クラックの原因となる。   Also, the raw powder is filled with coarse powder and fine powder, due to the difference in components, segregation occurs, there is a difference in the shrinkage during firing or graphitization, density difference is formed, causing cracks Become.

本発明では、偏析の発生、粉の移動による空隙の発生を生じにくくすることによって、局所的な異方性、密度差の発生を防止し、クラックの起きにくい充填工程を有する黒鉛材料の製造方法を提供することを目的とする。   In the present invention, a method for producing a graphite material having a filling step in which generation of segregation and generation of voids due to movement of powder is made difficult to prevent local anisotropy and density difference from occurring and cracks are less likely to occur. The purpose is to provide.

前記課題を解決するための本発明の黒鉛材料の製造方法は、コークスとピッチとを混練し粉砕して得られる原料粉を成形容器に充填する充填工程と、成形容器に静水圧を加え成形体を得る成形工程と、成形体を焼成し焼成体を得る焼成工程と、焼成体を黒鉛化し黒鉛材料を得る黒鉛化工程と、からなる黒鉛材料の製造方法において、
充填工程は、上部に原料粉を供給するフィーダーと内部に原料粉を一旦保持する障壁部材とを有する筒状の充填筒を、成形容器の内部に挿入し原料粉を充填する充填装置によって充填することを特徴とする。
The method for producing a graphite material of the present invention for solving the above problems includes a filling step of filling a raw material powder obtained by kneading and pulverizing coke and pitch into a forming container, and applying a hydrostatic pressure to the forming container. In a method for producing a graphite material, comprising: a molding step for obtaining a calcined product;
In the filling step, a cylindrical filling cylinder having a feeder for supplying raw material powder at the top and a barrier member for once holding the raw material powder inside is inserted into a forming container and filled by a filling device for filling the raw material powder. It is characterized by that.

サイズの大きな黒鉛材料を得るための成形容器は大きなものが必要とされる。大きな成形容器に原料粉を空気中で落下充填すると、次の理由によって偏析が生じ易くなることが見いだされた。
(1)フィーダーのスクリューによる脈動の他、フィーダーの起動、停止による原粉粉の供給ムラが生じやすいこと。
(2)粒子径に対する空気抵抗の差から落下速度に差が生じる。つまり、原粉粉の供給ムラが生じ、原料粉が空気中を落下する過程で偏析が生じること。
A large container for obtaining a large-sized graphite material is required. It has been found that when raw powder is dropped and filled in air into a large molded container, segregation is likely to occur for the following reasons.
(1) In addition to the pulsation caused by the screw of the feeder, uneven supply of the raw powder due to the starting and stopping of the feeder is likely to occur.
(2) A difference in drop speed is caused by a difference in air resistance with respect to the particle diameter. In other words, uneven supply of the raw powder occurs, and segregation occurs in the process of the raw powder falling in the air.

本発明によれば、上部に原料粉を供給するフィーダーと内部に原料粉を一旦保持する障壁部材とを有する筒状の充填筒を、成形容器の内部に挿入し原料粉を充填する充填装置によって充填している。このため、フィーダーから供給される原料粉に脈動が生じても、充填筒内部にある障壁部材で原料粉が一旦保持され、一定量蓄積されたとき保持された原料粉がまとめて落下するので、原料粉の脈動を吸収することができる。   According to the present invention, a filling device that inserts a cylindrical filling cylinder having a feeder that supplies raw material powder into the upper portion and a barrier member that temporarily holds the raw material powder into the inside of the forming container and is filled with the raw material powder. Filled. For this reason, even if pulsation occurs in the raw material powder supplied from the feeder, the raw material powder is once held by the barrier member inside the filling cylinder, and when the fixed amount of accumulated raw material powder falls together, The pulsation of the raw material powder can be absorbed.

また、充填筒は、成形容器の内部に挿入されるので、充填筒内部の障壁部材から成形容器に落下するまでの距離を短くすることができる。このため、充填筒から落下する原料粉の空気抵抗による落下速度の差によって発生する偏析を最小限にすることができる。
さらに、充填後に充填筒は取り出され、成形容器内に治具を残さないので、成形容器を傷めにくく、黒鉛材料に異方性が発生することを防止することができる。
原料粉は、成形容器の下から順に充填され、原料粉の供給ムの影響を受けにくいので偏析が生じにくく、充填後に原料粉に空隙を生じるような粉の移動が無く、局所的に周囲と異なる圧力がかかる箇所ができにくいので局所的な異方性を形成することがないので、成形工程、焼成工程または黒鉛化工程でのクラックを防止することができる。
Further, since the filling cylinder is inserted into the molding container, the distance from the barrier member inside the filling cylinder to the dropping into the molding container can be shortened. For this reason, it is possible to minimize the segregation caused by the difference in dropping speed due to the air resistance of the raw material powder falling from the filling cylinder.
Furthermore, since the filling cylinder is taken out after filling and no jig is left in the molding container, it is difficult to damage the molding container and anisotropy of the graphite material can be prevented.
The raw material powder is filled in order from the bottom of the forming container and is not easily affected by the supply powder of the raw material powder, so that segregation is unlikely to occur, and there is no movement of the powder that causes voids in the raw material powder after filling. Since it is difficult to form a place where different pressure is applied, local anisotropy is not formed, and cracks in the molding process, firing process or graphitization process can be prevented.

本発明の黒鉛材料の製造方法の製造プロセスを示すプロセスフロー図である。It is a process flowchart which shows the manufacturing process of the manufacturing method of the graphite material of this invention. 本発明の黒鉛材料の製造方法の実施形態1の充填装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filling apparatus of Embodiment 1 of the manufacturing method of the graphite material of this invention. 本発明の黒鉛材料の製造方法の実施形態2の充填装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filling apparatus of Embodiment 2 of the manufacturing method of the graphite material of this invention. 本発明の黒鉛材料の製造方法の実施例1で用いる充填装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filling apparatus used in Example 1 of the manufacturing method of the graphite material of this invention. 本発明の黒鉛材料の製造方法の障壁部材に原料粉が堆積し落下するまでの様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode until raw material powder accumulates on the barrier member of the manufacturing method of the graphite material of this invention, and falls. 本発明の黒鉛材料の製造方法の障壁部材の変形例を示す。The modification of the barrier member of the manufacturing method of the graphite material of the present invention is shown.

本発明の黒鉛材料の製造方法は、コークスとピッチとを混練し粉砕して得られる原料粉を成形容器に充填する充填工程と、成形容器に静水圧を加え成形体を得る成形工程と、成形体を焼成し焼成体を得る焼成工程と、焼成体を黒鉛化し黒鉛材料を得る黒鉛化工程と、からなる黒鉛材料の製造方法において、
充填工程は、上部に原料粉を供給するフィーダーと内部に原料粉を一旦保持する障壁部材とを有する筒状の充填筒を、成形容器の内部に挿入し原料粉を充填する充填装置によって充填することを特徴とする。
The method for producing a graphite material according to the present invention includes a filling step of filling raw powder obtained by kneading and pulverizing coke and pitch into a molding container, a molding step of applying a hydrostatic pressure to the molding container to obtain a molded body, and molding. In a method for producing a graphite material comprising: a firing step for firing a body to obtain a fired body; and a graphitization step for graphitizing the fired body to obtain a graphite material,
In the filling step, a cylindrical filling cylinder having a feeder for supplying raw material powder at the top and a barrier member for once holding the raw material powder inside is inserted into a forming container and filled by a filling device for filling the raw material powder. It is characterized by that.

次に、本発明の黒鉛材料の製造方法の詳細を説明する。
図1は、本発明の黒鉛材料の製造方法の製造プロセスを示すプロセスフロー図である。
Next, the detail of the manufacturing method of the graphite material of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a process flow diagram showing a production process of a method for producing a graphite material of the present invention.

本発明の製造方法の黒鉛材料の製造方法は以下の工程からなる。
(S1)コークスとピッチとを混練し粉砕して得られる原料粉を成形容器に充填する充填工程
(S2)成形容器に静水圧を加え成形体を得る成形工程
(S3)成形体を焼成し焼成体を得る焼成工程
(S4)前記焼成体を黒鉛化し黒鉛材料を得る黒鉛化工程
本発明の製造方法の黒鉛材料の製造方法は特に充填工程(S1)にその特徴があり、成形工程(S2)、焼成工程(S3)および黒鉛化工程(S4)と組み合わせることによって、局所的な異方性、局所的な密度バラツキ及び偏析を防止することができ成形工程、焼成工程または黒鉛化工程でクラックの発生を防止することができる充填工程を有する黒鉛材料の製造方法を提供することができる。
The manufacturing method of the graphite material of the manufacturing method of this invention consists of the following processes.
(S1) Filling step of filling raw powder obtained by kneading and pulverizing coke and pitch into a molding container (S2) Molding step of applying a hydrostatic pressure to the molding container to obtain a molded body (S3) Firing and firing the molded body Firing step for obtaining a body (S4) Graphitizing step for graphitizing the fired body to obtain a graphite material The method for producing a graphite material of the production method of the present invention is particularly characterized in the filling step (S1), and the molding step (S2). In combination with the firing step (S3) and the graphitization step (S4), local anisotropy, local density variation and segregation can be prevented, and cracks can be prevented in the molding step, firing step or graphitization step. It is possible to provide a method for producing a graphite material having a filling step capable of preventing generation.

次に各工程について説明する。   Next, each step will be described.

<充填工程>
本発明のコークスとピッチとを混練し粉砕して得られる原料粉について、具体的に説明する。
<Filling process>
The raw material powder obtained by kneading and pulverizing the coke and pitch of the present invention will be specifically described.

本発明の製造方法の原料粉の得るためのコークスは、どのようなもので良く特に限定されない。原油を原材料とする石油系コークス、石炭を原材料とする石炭系コークスのいずれでも利用できる。またコークスは、生コークスであっても、生コークスをか焼したカルサインコークスであっても良い。
石炭系コークスの場合には、石炭そのものを用いても良いが、石炭から得られるタールピッチをコーキングして得られる石炭系生コークス、および石炭系生コークスをか焼して得られる石炭系カルサインコークスなどが利用できる。タールピッチを経由した石炭系コークスを用いると、異物の混入がなく高純度の黒鉛材料を得ることができる。
The coke for obtaining the raw material powder of the production method of the present invention is not particularly limited and may be any type. Either petroleum-based coke made from crude oil or coal-based coke made from coal can be used. The coke may be raw coke or calcine coke obtained by calcining raw coke.
In the case of coal-based coke, coal itself may be used, but coal-based raw coke obtained by coking tar pitch obtained from coal, and coal-based calcine obtained by calcining coal-based raw coke. Coke etc. can be used. When coal-based coke that passes through tar pitch is used, it is possible to obtain a high-purity graphite material without contamination by foreign matters.

石油系コークスの場合には、原油残渣をコーキングして得られる石油系生コークスおよび石油系生コークスをか焼して得られる石油系カルサインコークスなどが利用できる。
コークスは、粉砕して使用することができる。粉砕されたコークスのメジアン径は特に限定されないが、例えば1〜40μmのメジアン径に粉砕されていることが好ましい。コークスのメジアン径が1μm以上であると、混練の際に使用するピッチの量を少なくすることができるので、得られた原料粉の揮発分を少なくすることができ、後の焼成時にクラックを発生しにくくすることができる。コークスのメジアン径が40μm以下であると、得られる黒鉛材料の気孔の大きさを小さくすることができるので、気孔周辺での応力集中が起こりにくく、高強度の黒鉛材料を得ることができる。さらに好ましいメジアン径の範囲は5〜20μmである。コークスのメジアン径が5μm以上であると、混練の際に使用するピッチの量をさらに少なくすることができるので、得られた原料粉の揮発分をさらに少なくすることができ、後の焼成時にクラックを発生しにくくすることができる。コークスのメジアン径が20μm以下であると、得られる黒鉛材料の気孔の大きさをさらに小さくすることができるので、気孔周辺での応力集中が起こりにくく、さらに高強度の黒鉛材料を得ることができる。
メジアン径とは、50%体積累積径のことを示し、レーザー回折式粒度測定装置で測定することができる。
In the case of petroleum coke, petroleum-based raw coke obtained by coking crude oil residue, petroleum-based calcine coke obtained by calcining petroleum-based raw coke, and the like can be used.
Coke can be used after being pulverized. The median diameter of the pulverized coke is not particularly limited, but is preferably pulverized to a median diameter of 1 to 40 μm, for example. When the median diameter of coke is 1 μm or more, the amount of pitch used for kneading can be reduced, so that the volatile content of the obtained raw material powder can be reduced, and cracks are generated during subsequent firing. Can be difficult. When the median diameter of the coke is 40 μm or less, the pore size of the obtained graphite material can be reduced. Therefore, stress concentration hardly occurs around the pores, and a high-strength graphite material can be obtained. A more preferable median diameter range is 5 to 20 μm. When the median diameter of the coke is 5 μm or more, the amount of pitch used for kneading can be further reduced, so that the volatile content of the obtained raw material powder can be further reduced, and cracks can occur during subsequent firing. Can be made difficult to occur. When the median diameter of coke is 20 μm or less, the pore size of the obtained graphite material can be further reduced, so that stress concentration does not easily occur around the pores, and a graphite material with higher strength can be obtained. .
The median diameter means a 50% volume cumulative diameter and can be measured with a laser diffraction particle size measuring apparatus.

コークスの粉砕はどのような方法でも行うことができる。乾式粉砕、湿式粉砕のいずれでも良いが、後の乾燥が不要であるので乾式粉砕の方が利用しやすい。乾式粉砕はどのような粉砕機で粉砕しても良い。粉砕機としては、例えばハンマーミル、ピンミル、ローラーミル、ジェットミルなどが利用でき特に限定されない。   Coke can be ground by any method. Either dry pulverization or wet pulverization may be used, but dry pulverization is easier to use because subsequent drying is unnecessary. Dry pulverization may be performed by any pulverizer. As the pulverizer, for example, a hammer mill, a pin mill, a roller mill, a jet mill or the like can be used, and is not particularly limited.

本発明の製造方法の原料粉の得るためのピッチは、どのようなもので良く特に限定されない。原油を原材料とする石油系ピッチ、石炭を原材料とする石炭系コークスのいずれでも利用できる。
本発明の製造方法の原料粉の得るためのピッチの軟化点は、特に限定されない。ピッチは軟化点に応じて軟ピッチ、中ピッチ、硬ピッチなどに分類されるが、いずれでも利用することができる。軟ピッチは軟化点が70℃以下、中ピッチは軟化点が70〜85℃、中ピッチは軟化点が85℃以上である。本発明の原料粉の得るためのピッチの好ましい軟化点の範囲は、60〜150℃である。ピッチの軟化点が60℃以上であると、高分子量の成分が多く含まれているので炭化収率が高いので、焼成時に分解ガスの発生が少なくクラックを発生しにくくすることができる。ピッチの軟化点が150℃以下であると混練工程で十分に溶融させることができ、コークス粒子の表面をピッチが覆うように混練することができる。このため、原料粉の粘結性を確保することができ、成形工程、焼成工程において強く結合し、クラックを発生しにくくすることができる。
The pitch for obtaining the raw material powder of the production method of the present invention is not particularly limited. Either petroleum-based pitch made from crude oil or coal-based coke made from coal can be used.
The softening point of the pitch for obtaining the raw material powder of the production method of the present invention is not particularly limited. The pitch is classified into a soft pitch, a medium pitch, a hard pitch, etc. according to the softening point, and any of them can be used. The soft pitch has a softening point of 70 ° C or lower, the intermediate pitch has a softening point of 70 to 85 ° C, and the intermediate pitch has a softening point of 85 ° C or higher. The range of the preferable softening point of the pitch for obtaining the raw material powder of the present invention is 60 to 150 ° C. When the pitch softening point is 60 ° C. or higher, a large amount of a high molecular weight component is contained, so that the carbonization yield is high, so that generation of cracking gas is small during firing, and cracks can be hardly generated. When the pitch softening point is 150 ° C. or lower, the pitch can be sufficiently melted in the kneading step, and the surface of the coke particles can be kneaded so as to cover the pitch. For this reason, the caking property of raw material powder can be ensured, and it can combine strongly in a formation process and a baking process, and can make it hard to generate | occur | produce a crack.

本明細書において、粘結性とは、特に石炭および炭素系材料に使用される用語である。粘結性とは、軟化状態を経て炭化しうる性質のことを示し、軟化状態においては粘着性を有しているので互いに結合することができ、焼成段階では炭素化しバインダーとしての機能を有している。   In the present specification, caking is a term used particularly for coal and carbon-based materials. The caking property means a property that can be carbonized through a softened state, and can be bonded to each other because they are sticky in the softened state. ing.

本発明の製造方法のピッチとコークスの混練の方法は、特に限定されないが、例えば次のようにして行うことができる。
粉砕されたコークスをニーダに投入する。ニーダの温度は、投入するピッチの軟化点以上に加熱される。加熱は、コークスを投入する前にあらかじめ加熱されていても、コークスを投入した後に加熱しても良い。
次にピッチを投入する。ピッチは、軟化点以上に加熱された溶融ピッチであっても良いし、加熱されていない固形ピッチであっても良い。固形ピッチは、フレーク状ピッチ、塊状ピッチなどがある。ピッチとコークスの投入の順序は特に限定されないが、ピッチとコークスと同時であっても良いし、コークスの投入の後からピッチを投入しても良い。
ピッチを投入後、ニーダで混練すると、コークスの粉にピッチが被覆される。得られたピッチとコークスとの混練物をニーダから排出する。
The method of kneading the pitch and coke in the production method of the present invention is not particularly limited, and can be performed, for example, as follows.
The ground coke is put into a kneader. The temperature of the kneader is heated above the softening point of the pitch to be added. The heating may be performed in advance before the coke is added, or may be performed after the coke is charged.
Next, the pitch is input. The pitch may be a melt pitch heated above the softening point, or may be a solid pitch that is not heated. The solid pitch includes flaky pitch, massive pitch, and the like. The order in which the pitch and coke are introduced is not particularly limited, but may be the same as the pitch and coke, or may be introduced after the coke is introduced.
When pitch is added and then kneaded with a kneader, the pitch is covered with coke powder. The obtained kneaded product of pitch and coke is discharged from the kneader.

次に前記混練物を粉砕することによって原料粉を得ることができる。前記混練物の粉砕は、乾式粉砕で行うことができる。得られる原料粉のメジアン径はコークスのメジアン径よりも大きいことが望ましい。原料粉の粒子は、コークスがピッチによって被覆され、コークスが複数個結合して構成されているので、得られる原料粉のメジアン径をコークスのメジアン径よりも大きくなるように粉砕することにより、ピッチに覆われたコークスの表面が露出することを防止し、粘結性が低下することを防ぐことができる。   Next, raw material powder can be obtained by pulverizing the kneaded product. The kneaded product can be pulverized by dry pulverization. The median diameter of the raw material powder obtained is desirably larger than the median diameter of coke. Since the raw material particles are composed of coke coated with pitch and a plurality of cokes combined, the pitch of the raw material powder is pulverized so that the median diameter of the obtained raw material powder is larger than the median diameter of the coke. It is possible to prevent the surface of the coke covered with water from being exposed, and to prevent the caking property from decreasing.

本発明の製造方法の原料粉の好ましいメジアン径は、特に限定されないが、例えば5〜50μmである。原料粉のメジアン径が、5μm以上であると、成形体を構成する原料粉の隙間が大きいので焼成する際に発生する分解ガスが抜けやすく、クラックを発生しにくくすることができる。原料粉のメジアン径が、50μm以下であると、原料粉が結合し、炭化、黒鉛化して得られる黒鉛材料の気孔を小さくすることができるので、気孔周辺で応力集中が起きにくく、高強度の黒鉛材料を得ることができる。原料粉のさらに好ましいメジアン径は、15〜40μmである。原料粉のメジアン径が、15μm以上であると、成形体を構成する原料粉の隙間が大きいので焼成する際に発生する分解ガスがさらに抜けやすく、さらにクラックを発生しにくくすることができる。原料粉のメジアン径が、40μm以下であると、原料粉が結合し、炭化、黒鉛化して得られる黒鉛材料の気孔をさらに小さくすることができるので、気孔周辺で応力集中が起きにくく、さらに高強度の黒鉛材料を得ることができる。   Although the preferable median diameter of the raw material powder of the manufacturing method of this invention is not specifically limited, For example, it is 5-50 micrometers. When the median diameter of the raw material powder is 5 μm or more, the gap between the raw material powders constituting the molded body is large, so that the decomposition gas generated during firing can be easily removed, and cracks can be hardly generated. When the median diameter of the raw material powder is 50 μm or less, the raw material powder is bonded, and the pores of the graphite material obtained by carbonization and graphitization can be reduced, so stress concentration does not easily occur around the pores, and high strength A graphite material can be obtained. A more preferable median diameter of the raw material powder is 15 to 40 μm. When the median diameter of the raw material powder is 15 μm or more, since the gap between the raw material powders constituting the molded body is large, the decomposition gas generated during firing can be more easily removed, and cracks can be further prevented from being generated. When the median diameter of the raw material powder is 40 μm or less, the raw material powder is bonded, and the pores of the graphite material obtained by carbonization and graphitization can be further reduced. A strong graphite material can be obtained.

本発明の製造方法の原料粉を得るためのコークス及びピッチの種類、コークスの粉砕、コークスを粉砕する粉砕機の種類、コークスのメジアン径、混練の方法、混練物の粉砕の方法、混練物を粉砕する粉砕機の種類、原料粉のメジアン径についてどのように組み合わせても良く、適宜組み合わせ原料粉として使用することができる。   Types of coke and pitch for obtaining raw material powder of the production method of the present invention, coke pulverization, type of pulverizer for pulverizing coke, median diameter of coke, method of kneading, method of pulverizing kneaded product, kneaded product The type of pulverizer to be pulverized and the median diameter of the raw material powder may be combined in any way, and can be used as a combined raw material powder as appropriate.

本発明の製造方法の成形容器について説明する。
本発明の製造方法の成形容器は、次工程である成形工程で使用するための容器であり、原料粉を内部に充填し、液体の圧力媒体を用いたCIP成形装置で静水圧を加えることによって成形体を得ることができる。このため、成形容器は、気密性を備え、自由に変形できる柔軟性を備えた材質で構成されている。
本発明の製造方法の成形容器の材質は、樹脂材料であることが好ましく、例えばゴム、エラストマー、ポリオレフィン、ポリエステルなどが使用できる。成形容器の厚みは、圧力媒体の浸入を防ぐことができれば特に限定されない。例えば0.1〜30mmの厚みのものを使用することができる。
The molded container of the production method of the present invention will be described.
The molding container of the manufacturing method of the present invention is a container for use in the molding process, which is the next process, by filling the raw material powder inside and applying hydrostatic pressure with a CIP molding apparatus using a liquid pressure medium. A molded body can be obtained. Therefore, the molded container is made of a material having airtightness and flexibility that can be freely deformed.
The material of the molded container of the production method of the present invention is preferably a resin material, and for example, rubber, elastomer, polyolefin, polyester and the like can be used. The thickness of the molded container is not particularly limited as long as the pressure medium can be prevented from entering. For example, the thing of the thickness of 0.1-30 mm can be used.

本発明の製造方法の成形容器は、蓋体を被せて密封することができる。成形容器を蓋体で覆い密閉することにより、CIP成形装置内で内部に圧力媒体が浸入することを防止することができる。このため充填された原料粉は、圧力媒体に接触することなく成形され、成形体を構成することができる。   The molded container of the production method of the present invention can be sealed with a cover. By covering and sealing the molding container with the lid, it is possible to prevent the pressure medium from entering the inside of the CIP molding apparatus. For this reason, the filled raw material powder is molded without contacting the pressure medium, and can form a molded body.

本発明の製造方法の成形容器の大きさは特に限定されないが、特にサイズの大きな黒鉛材料の製造に好適に適用できる。例えば、成形容器の高さは1000〜3000mm、円柱状のキャビティを有する成形容器に場合、内径は例えば500〜2500mm、立方体のキャビティを有する成形容器の場合、底面の直交する2つの辺のそれぞれの長さは例えば500〜2000mmであり、底面の直交する2つの辺のそれぞれの長さは、同じであっても、異なっていても良い。成形容器は、上側に開口を有し、上から原料粉を充填することができる。   The size of the molded container of the production method of the present invention is not particularly limited, but can be suitably applied to the production of particularly large graphite materials. For example, in the case of a molded container having a height of 1000 to 3000 mm and a cylindrical cavity, the inner diameter is, for example, 500 to 2500 mm, and in the case of a molded container having a cubic cavity, each of two orthogonal sides of the bottom surface The length is, for example, 500 to 2000 mm, and the lengths of two orthogonal sides of the bottom surface may be the same or different. The molding container has an opening on the upper side and can be filled with raw material powder from above.

本発明の製造方法の成形容器は、自立が困難であれば金属、樹脂などのコンテナに挿入して使用しても良い。コンテナに挿入することにより、成形容器が重力によって変形することを防止することができ、また充填された原料粉の圧力により成形容器の下部が膨らむことを防ぐことができる。
本発明の製造方法の成形容器の密封の方法は、どのような方法でも良く特に限定されない。粘着テープで封止する方法、成形容器及び蓋体にそれぞれフランジを備え、Oリングで封止する方法、成形容器と蓋体とを接着する方法、成形容器と蓋体とを重ね、ゴムバンドなどの締付具で締付する方法などどのような方法でも利用することができる。
The molded container of the production method of the present invention may be used by inserting it into a metal or resin container if it is difficult to stand on its own. By inserting the container into the container, the molded container can be prevented from being deformed by gravity, and the lower part of the molded container can be prevented from expanding due to the pressure of the filled raw material powder.
The method for sealing the molded container in the production method of the present invention may be any method and is not particularly limited. A method of sealing with an adhesive tape, a method in which a molded container and a lid are each provided with a flange, a method of sealing with an O-ring, a method of bonding a molded container and a lid, a molding container and a lid are overlapped, a rubber band, etc. Any method can be used, such as a method of tightening with a fastener.

本発明の製造方法の充填装置について説明する。 The filling apparatus of the manufacturing method of the present invention will be described.

原料粉は、様々な粒子径の粒子が集まって構成され、単一のピークの粒度分布を持つものではない。また、原料粉は、コークスを含有している。コークスは、配向性が高いので粉砕されると鱗片状、針状に粉砕されやすく、アスペクト比が高くなる。このような特徴を持つ原料粉を空気中で落下させると、空気抵抗の作用で、細かな粒子、アスペクト比の大きな粒子はゆっくり落下し、大きな粒子、アスペクト比の小さな粒子は、速く落下する。このような作用は、落下する高さが高くなればなるほど顕著に起きやすくなる。このため背が高い成形容器では、このような落下速度の差が起きやすい要因を持っている。   The raw material powder is composed of particles having various particle diameters and does not have a single peak particle size distribution. The raw material powder contains coke. Coke has a high orientation, so when it is pulverized, it is easily pulverized into scales and needles, and the aspect ratio becomes high. When the raw material powder having such characteristics is dropped in the air, fine particles and particles with a large aspect ratio fall slowly, and large particles and particles with a small aspect ratio fall quickly due to the action of air resistance. Such an action is more likely to occur as the height of the fall increases. For this reason, a tall molded container has such a factor that such a drop speed difference is likely to occur.

また、コークスとピッチとを混練し得られる原料粉は、粗い粒子と細かな粒子と比較するとバインダーとなるピッチの比率が異なり、偏析が起こると、コークスとピッチの比率にバラツキが起きやすくなる。特に細かい原料粉の粒子は、コークスの粒子が小さく比表面積が大きいので、ピッチの比率が高く、後の焼成工程で分解ガスを発生しやすい。このため、細かな原料粉の粒子の集まった領域が偏在すると、得られる黒鉛材料は、分解ガスを発生しやすい領域が偏在し、かさ密度のバラツキが起きやすくなる。また、バインダーとなるピッチの多い領域が偏在するので、焼成収縮および黒鉛化収縮にバラツキが生じ易くなる。これらのバラツキはクラックの原因となる。   In addition, the raw material powder obtained by kneading coke and pitch has a different pitch ratio as a binder as compared with coarse particles and fine particles. When segregation occurs, the coke and pitch ratio tends to vary. In particular, fine raw material powder particles are small in coke particles and large in specific surface area, so that the ratio of pitch is high and cracking gas is likely to be generated in the subsequent firing step. For this reason, if the area | region where the particle | grains of the fine raw material powder gathered unevenly, the area | region which tends to generate | occur | produce decomposition gas will be unevenly distributed in the obtained graphite material, and it will become easy to produce variation in bulk density. In addition, since a region having a large pitch serving as a binder is unevenly distributed, variations in firing shrinkage and graphitization shrinkage are likely to occur. These variations cause cracks.

フィーダーから成形容器に供給される原料粉は常に連続的に供給されるわけではない。原料粉の供給が途切れた場合に原料粉の落下速度の差によって偏析が起きやすくなる。また、原料粉の供給に脈動がある場合にも原料粉の落下速度の差によって偏析が起きやすくなる。   The raw material powder supplied from the feeder to the forming container is not always supplied continuously. When the supply of the raw material powder is interrupted, segregation is likely to occur due to the difference in the falling speed of the raw material powder. Further, even when there is a pulsation in the supply of raw material powder, segregation is likely to occur due to the difference in the falling speed of the raw material powder.

フィーダーから成形容器に供給される原料粉が連続的に供給されない場合は、例えば、充填の開始時に充填装置を起動する場合、充填の終了時に充填装置を停止する場合、貯蔵タンク内での原料粉のブリッジ現象、充填装置などのトラブルによってフィーダーを一時停止した場合、フィーダーの回転が遅く、原料粉の供給が脈動している場合などが挙げられる。フィーダーはスクリュー、バケットなど搬送手段によって構成されている。これらの搬送手段は、一定量の原料粉を複数回に分けて原料粉を搬送するので、原料粉の脈動が顕著になる。スクリューを用いたフィーダーの場合には、原料粉がスクリューの羽根によって運搬されるので、羽根の進行方向に対し前側と後ろ側を比較すると、前側では原料粉が多く存在し、羽根の進行方向に対し前側と後ろ側の原料粉の量の差が脈動の原因となる。
ブリッジ現象とは、原料粉の粒子同士がタンクの出口でアーチ構造を形成して閉塞し、粉体が排出口から排出されない現象を指す。
When the raw material powder supplied from the feeder to the forming container is not continuously supplied, for example, when the filling device is started at the start of filling, when the filling device is stopped at the end of filling, the raw material powder in the storage tank For example, when the feeder is temporarily stopped due to problems such as the bridging phenomenon and the filling device, the rotation of the feeder is slow and the supply of raw material powder is pulsating. The feeder is constituted by conveying means such as a screw and a bucket. Since these conveying means convey the raw material powder by dividing a certain amount of the raw material powder into a plurality of times, the pulsation of the raw material powder becomes remarkable. In the case of a feeder using a screw, since the raw material powder is transported by the blades of the screw, when comparing the front side and the rear side with respect to the traveling direction of the blades, there is a lot of raw material powder on the front side, and in the traveling direction of the blades On the other hand, the difference in the amount of raw material powder between the front side and the rear side causes pulsation.
The bridging phenomenon refers to a phenomenon in which the raw material powder particles are blocked by forming an arch structure at the outlet of the tank, and the powder is not discharged from the discharge port.

本発明の製造方法の充填装置は、上部に原料粉を供給するフィーダーと内部に原料粉を一旦保持する障壁部材とを有する筒状の充填筒を、該成形容器の内部に挿入し原料粉を充填することを特徴とする。
本発明の製造方法の充填筒は、成形容器に充填される原料粉が偏析を起こさないように原料粉を混合する作用(1)と、原料粉の落下する高さを小さくする作用(2)を有する。これらの機能について順に説明する。
The filling device of the manufacturing method of the present invention includes a cylindrical filling cylinder having a feeder for supplying raw material powder at an upper portion and a barrier member for once holding the raw material powder therein, and the raw material powder is inserted into the molding container. It is characterized by filling.
The filling cylinder of the manufacturing method of the present invention has an action (1) of mixing the raw material powder so that the raw material powder filled in the molding container does not segregate, and an action of reducing the height at which the raw material powder falls (2). Have These functions will be described in order.

(1)原料粉を混合する作用
本発明の製造方法の充填筒は、上部に原料粉を供給するフィーダーを有し、供給された原料粉が、充填筒内部を落下する。落下した原料粉は、充填筒内部の障壁部材に一旦保持され、充填筒下部の開口から落下する。充填筒内部の障壁部材に一旦保持された原料粉の層は、先に落下した粒子は下層側、遅れて落下した粒子は上層側に堆積するように構成される。原料粉が連続的に供給されないと、粗いまたはアスペクト比の小さい原料粉の集まりやすい層と、細かいまたはアスペクト比の大きい原料粉の集まりやすい層とが形成され、障壁部材上に偏析が生じる。しかしながら障壁部材への原料粉の堆積が多くなると、それまでに堆積した原料粉と共に落下、混合されることによって障壁部材の上で形成されていた偏析が解消される。
(1) Action of mixing raw material powder The filling cylinder of the production method of the present invention has a feeder for supplying raw material powder at the top, and the supplied raw material powder falls inside the filling cylinder. The dropped raw material powder is once held by the barrier member inside the filling cylinder and falls from the opening at the bottom of the filling cylinder. The layer of the raw material powder once held on the barrier member inside the filling cylinder is configured such that the particles that have fallen first are deposited on the lower layer side, and the particles that have fallen late are deposited on the upper layer side. If the raw material powder is not continuously supplied, a coarse or low aspect ratio raw material powder layer and a fine or high aspect ratio raw material powder layer are formed, and segregation occurs on the barrier member. However, when the deposition of the raw material powder on the barrier member increases, the segregation formed on the barrier member is eliminated by dropping and mixing together with the raw material powder deposited so far.

(2)原料粉の落下する高さを小さくする作用
本発明の製造方法の充填筒は、成形容器の開口から内部に挿入されて充填されるので、原料粉の落下する高さを低くすることができる。
充填筒の内部の障壁部材から落下する原料粉は、フィーダーと障壁部材間の空気抵抗によって発生した偏析が障壁部材によって解消されている。障壁部材から落下した原料粉は、充填容器の内部に下側から充填される。充填筒は、成形容器の開口から内部に挿入されて充填されるので、原料粉が充填容器内部を落下する高さを低くすることができ、この間での空気抵抗による偏析の影響を小さくすることができる。
(2) The action of reducing the height at which the raw material powder falls The filling cylinder of the manufacturing method of the present invention is inserted and filled from the opening of the molding container, so that the height at which the raw material powder falls is lowered. Can do.
In the raw material powder falling from the barrier member inside the filling cylinder, segregation caused by air resistance between the feeder and the barrier member is eliminated by the barrier member. The raw material powder dropped from the barrier member is filled into the filling container from below. Since the filling cylinder is inserted and filled from the opening of the molding container, the height at which the raw material powder falls inside the filling container can be lowered, and the influence of segregation due to air resistance during this period can be reduced. Can do.

本発明の製造方法の充填装置は、以上説明した2つの作用によって、充填容器に充填される原料粉の偏析を小さくすることができる。   The filling apparatus of the manufacturing method of the present invention can reduce the segregation of the raw material powder filled in the filling container by the two actions described above.

本発明の製造方法の充填装置は、治具等を成形容器の内部に残すことがないので取り出す必要がなく、また充填容器の下から原料粉を充填するので、充填しながら成形容器内部で原料粉を移動させることがない。このため、成形容器内部での原料粉の移動による原料粉に大きな空隙を生じさせることがない。大きな空隙を形成しないので、成形後に大きな空隙の形成された箇所で異方性バラツキまたは密度バラツキが生じることがなく、成形体あるいは焼成体のクラックを発生しにくくすることができる。   The filling device of the manufacturing method of the present invention does not need to take out a jig or the like inside the molding container and does not need to be taken out, and the raw material powder is filled from under the filling container. Does not move the powder. For this reason, a big space | gap is not produced in the raw material powder by the movement of the raw material powder inside a shaping | molding container. Since a large void is not formed, anisotropic variation or density variation does not occur in a portion where the large void is formed after molding, and it is possible to make it difficult for the molded body or the fired body to crack.

本発明において大きな空隙とは、原料粉の粒子の積み重なる隙間に形成される空隙ではなく、原料粉の粒子径に対し、圧倒的に大きな空隙のことを示す。このような大きな空隙としては、たとえば、充填された原料粉の内部に存在する物体を抜いたり、移動したときに形成される空隙などがある。このような空隙は、粉の圧力で潰れ原料粉粒子の配向した痕跡となる。具体的には、
(1)充填された原料粉の内部に埋められた棒を抜いた際に、棒の末端に形成される端面の形状の空隙が移動し線状の痕跡を形成する場合、
(2)充填された原料粉の内部を紐が移動し、紐の通過した後の線状の空隙が面状の痕跡が形成する場合、
(3)充填された原料粉に力が加わり変形することによって地割れのように空隙が形成された後に潰れ、地割れ状の痕跡を形成する場合、
などが挙げられる。これらの痕跡は、空隙が潰れる際に空隙を境に非連続な状態を形成しているので、原料粉の配列する方向性が連続せず、後の焼成工程、黒鉛化工程でクラックの原因となる。また、大きな空隙が十分に潰れていないと、空隙の周囲で原料粉の粗密が生じ成形工程に十分に圧力が加わらず、かさ密度バラツキの原因となる。かさ密度バラツキがあると、成形工程、焼成工程あるいは黒鉛化工程で歪みが発生しやすくなり内部応力によってクラックの原因となる。
In the present invention, a large void means not a void formed in a gap where raw material powder particles are stacked, but an overwhelming void with respect to the particle size of the raw material powder. Examples of such a large gap include a gap formed when an object existing inside the filled raw material powder is removed or moved. Such voids are crushed by the pressure of the powder and become traces of oriented raw material powder particles. In particular,
(1) When the rod embedded in the filled raw material powder is pulled out, when the gap in the shape of the end surface formed at the end of the rod moves to form a linear trace,
(2) When the string moves inside the filled raw material powder and the linear void after the string passes forms a planar trace,
(3) When a force is applied to the filled raw material powder and deformed to form a void like a ground crack, it will be crushed to form a crack in the shape of a ground crack,
Etc. Since these traces form a discontinuous state with the gap as a boundary when the gap is crushed, the orientation of the raw material powder is not continuous, causing cracks in the subsequent firing process and graphitization process. Become. Further, if the large voids are not sufficiently crushed, the raw material powder becomes dense around the voids, and pressure is not sufficiently applied to the molding process, which causes variation in bulk density. If there is a variation in bulk density, distortion is likely to occur in the molding process, firing process, or graphitization process, which causes cracks due to internal stress.

本発明の製造方法の充填装置は、さらに昇降機を有し、原料粉を充填しながら、昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させることが好ましい。昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させるので、充填の開始から終了までの間、充填筒から落下する原料粉の高さを低く抑えることができ、障壁部材から落下した後に起きる偏析を抑えることができる。   It is preferable that the filling apparatus of the manufacturing method of the present invention further includes an elevator, and the elevator raises the height of the forming container to the filling cylinder while filling the raw material powder. Since the elevator raises the height to the filling cylinder with respect to the molding container, the height of the raw material powder falling from the filling cylinder can be kept low from the start to the end of the filling, and segregation occurs after falling from the barrier member Can be suppressed.

昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させるとは、相対的な高さを意味し、昇降機は充填筒を上昇させる機能を有していても、成形容器を下降させる機能を有していても良い。
また、昇降機の成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させる速度は、原料粉の充填される速度に応じて設定することができる。例えば、昇降機が油圧シリンダーで動作する場合には、流量制御弁などによって上昇する速度を制御することができる。
昇降機は、連続的に動作しても、間欠的に動作しても良い。
When the elevator raises the height to the filling cylinder relative to the molding container, it means a relative height, and the elevator has a function of lowering the molding container even if it has a function of raising the filling cylinder. May be.
Moreover, the speed | rate which raises the height to the filling cylinder with respect to the shaping | molding container of an elevator can be set according to the speed | rate with which raw material powder is filled. For example, when the elevator is operated by a hydraulic cylinder, the ascending speed can be controlled by a flow control valve or the like.
The elevator may operate continuously or intermittently.

本発明の製造方法の充填装置は、さらに、成形容器に充填された原料粉の量を検出する検出器を有し、検出器が検出する成形容器に充填された原料粉の量に連動して、昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させることが好ましい。
原料粉は、成形容器に充填されるとともに、成形容器の内での高さが徐々に高くなる。検出器及び昇降機を備えることによって、検出器から発せられる成形容器内での原料粉の高さの情報に連動し、昇降機によって成形容器内の原料粉と充填筒との距離を一定に維持することができる。このような機構によって、充填筒からの原料粉の落下する高さを小さく維持することができる。このため、充填筒から落下する原料粉を偏析が起こりにくくすることができる。
The filling device of the manufacturing method of the present invention further includes a detector that detects the amount of raw material powder filled in the molding container, and interlocks with the amount of raw material powder filled in the molding container detected by the detector. It is preferable that the elevator raises the height to the filling cylinder with respect to the molding container.
The raw material powder is filled in the molding container, and the height in the molding container is gradually increased. By providing the detector and the elevator, the distance between the raw material powder in the molded container and the filling cylinder is kept constant by the elevator in conjunction with the height information of the raw powder in the molded container emitted from the detector. Can do. By such a mechanism, the height at which the raw material powder falls from the filling cylinder can be kept small. For this reason, it is possible to prevent segregation of the raw material powder falling from the filling cylinder.

本発明の製造方法の検出器は特に限定されないが、ロードセル、距離計などが利用できる。検出器にロードセルを用いた場合には、充填された原料粉の質量を原料粉の動かさ密度と成形容器の底面の面積で除することによって充填された原料粉の高さを算出することができる。検出器に距離計を用いた場合には、充填された粉の高さを直接測定することができる。距離計としては、レーザ距離計、超音波距離計、マイクロ波距離計などが利用できる。昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させる機構は、充填筒を上昇させる機構、成形容器を下降させる機構のいずれでも良く特に限定されない。昇降機としては、充填筒には上部に原料粉を供給するフィーダーを有しているので、成形容器を下降させる機構を適用した方が全体の構成を簡単にすることができる。   Although the detector of the manufacturing method of the present invention is not particularly limited, a load cell, a distance meter, or the like can be used. When a load cell is used for the detector, the height of the filled raw material powder can be calculated by dividing the mass of the filled raw material powder by the moving density of the raw material powder and the area of the bottom surface of the molding container. . When a distance meter is used for the detector, the height of the filled powder can be directly measured. As the distance meter, a laser distance meter, an ultrasonic distance meter, a microwave distance meter, or the like can be used. The mechanism by which the elevator raises the height to the filling cylinder with respect to the molding container may be either a mechanism for raising the filling cylinder or a mechanism for lowering the molding container, and is not particularly limited. As the elevator, the filling cylinder has a feeder for supplying the raw material powder at the top, so that the whole configuration can be simplified by applying a mechanism for lowering the molded container.

本発明の製造方法の障壁部材について説明する。フィーダーから供給された原料粉が障壁部材上に落下し、障壁部材表面との摩擦力で一旦堆積される。原料粉がさらに落下すると、障壁部材上の堆積量が増え、堆積した原料粉の表面の傾斜角が大きくなる。原料粉の表面の傾斜角が安息角を超え、さらに障壁部材との摩擦力で原料粉を保持できなくなると原料粉は、障壁部材から一気に落下する。この際、偏析しながら堆積した原料粉が混合される。原料粉の安息角は、例えば30〜40°である。   The barrier member of the manufacturing method of the present invention will be described. The raw material powder supplied from the feeder falls on the barrier member and is temporarily deposited by the frictional force with the barrier member surface. When the raw material powder further falls, the amount of deposition on the barrier member increases, and the inclination angle of the surface of the deposited raw material powder increases. When the inclination angle of the surface of the raw material powder exceeds the angle of repose and the raw material powder cannot be held by the frictional force with the barrier member, the raw material powder falls from the barrier member all at once. At this time, the raw material powder deposited while being segregated is mixed. The angle of repose of the raw material powder is, for example, 30 to 40 °.

本発明の製造方法の障壁部材の上面の傾斜角は、20〜60°であることが好ましい。
本発明の製造方法の障壁部材の上面の傾斜角が、20°未満であると、原料粉の安息角より大幅に小さいので、常に障壁部材上に堆積し落下しない原料粉が多くなる。
さらに望ましい本発明の製造方法の障壁部材の上面の傾斜角は、30°以上である。障壁部材の上面の傾斜角が、30°以上であると、原料粉の安息角に近いので、障壁部材上に堆積した原料粉が落下する際にまとまって落下しやすくなり、常に障壁部材上に堆積し落下しない原料粉を少なくすることができる。
The inclination angle of the upper surface of the barrier member of the production method of the present invention is preferably 20 to 60 °.
When the inclination angle of the upper surface of the barrier member of the production method of the present invention is less than 20 °, the angle of repose of the raw material powder is significantly smaller, so that the raw material powder that always accumulates on the barrier member and does not fall increases.
Furthermore, the inclination angle of the upper surface of the barrier member of the manufacturing method of the present invention is preferably 30 ° or more. When the inclination angle of the upper surface of the barrier member is 30 ° or more, it is close to the angle of repose of the raw material powder, so when the raw material powder deposited on the barrier member falls, it tends to fall together and always on the barrier member. Raw material powder that accumulates and does not fall can be reduced.

本発明の製造方法の障壁部材の上面の傾斜角が、60°を超えると、障壁部材に原料粉が堆積しにくくなり、偏析を解消する作用が小さくなる。
さらに望ましい本発明の製造方法の障壁部材の上面の傾斜角は、50°以下である。障壁部材の上面の傾斜角が、50°以下であると障壁部材上に原料粉が堆積しやすくなり、偏析を解消する作用を大きくすることができる。
本発明の製造方法の障壁部材の上面は、平面状であっても曲面であっても良く、曲面である場合は、障壁部材の上面の傾斜角が、20〜60°である部分を有していればよい。さらに望ましくは障壁部材の上面の傾斜角が、30°以上または、50°以下である部分を有していることが好ましい。
When the inclination angle of the upper surface of the barrier member of the production method of the present invention exceeds 60 °, the raw material powder is difficult to deposit on the barrier member, and the action of eliminating segregation is reduced.
Furthermore, the inclination angle of the upper surface of the barrier member of the manufacturing method of the present invention is preferably 50 ° or less. When the inclination angle of the upper surface of the barrier member is 50 ° or less, the raw material powder is easily deposited on the barrier member, and the effect of eliminating segregation can be increased.
The upper surface of the barrier member of the manufacturing method of the present invention may be flat or curved, and in the case of a curved surface, the barrier member has a portion where the inclination angle of the upper surface of the barrier member is 20 to 60 °. It only has to be. More desirably, the barrier member preferably has a portion having an inclination angle of 30 ° or more or 50 ° or less.

本発明の製造方法の障壁部材は、複数からなることが望ましい。障壁部材が、複数からなると、障壁部材からの原料粉の落下が個々の障壁部材ごとに分割して起きるので、障壁部材からの成形容器内に原料粉が落下する際の脈動を緩和することができる。   As for the barrier member of the manufacturing method of this invention, it is desirable to consist of multiple. When there are a plurality of barrier members, the falling of the raw material powder from the barrier member occurs separately for each barrier member, so that the pulsation when the raw material powder falls into the molded container from the barrier member can be reduced. it can.

本発明の製造方法の障壁部材は、固定されていても、振動、回転または揺動する機構を備えていても良い。振動、回転または揺動する機構を備えていると、障壁部材の上に堆積した原料粉の落下を促進し、障壁部材に付着する原料粉を少なくすることができる。振動、回転または揺動する機構を備えている場合は、原料粉を落下しやすくすることができる。振動、回転または揺動する機構は、常に動作しても、間隔をおいて動作してもよい。間隔を置いて動作する場合は、動作していない間は、原料粉を堆積させ、動作している間は原料粉の落下を促進させることができる。間隔をおいて動作する場合には、個々の障壁部材が同時に動作するのではなく交互または順に動作する方が好ましい。交互または順に動作することにより、障壁部材が発生させる原料粉の脈動を小さくすることができ、偏析をより起こりにくくすることができる。障壁部材が、振動、回転または揺動する気孔を備えている場合には、障壁部材の上面の傾斜角が、20〜60°である時間帯を有していればよい。さらに望ましくは障壁部材の上面の傾斜角が、30°以上または、50°以下である時間帯を有していることが好ましい。   The barrier member of the manufacturing method of the present invention may be fixed, or may be provided with a mechanism that vibrates, rotates, or swings. When a mechanism that vibrates, rotates, or swings is provided, the falling of the raw material powder deposited on the barrier member can be promoted, and the raw material powder adhering to the barrier member can be reduced. When a mechanism that vibrates, rotates, or swings is provided, the raw material powder can be easily dropped. The mechanism that vibrates, rotates or swings may operate constantly or at intervals. When operating at intervals, raw material powder can be deposited while not operating, and falling of the raw material powder can be promoted while operating. When operating at intervals, it is preferred that the individual barrier members operate alternately or sequentially rather than simultaneously. By operating alternately or sequentially, the pulsation of the raw material powder generated by the barrier member can be reduced and segregation can be made more difficult to occur. When the barrier member includes pores that vibrate, rotate, or swing, it is only necessary to have a time zone in which the inclination angle of the upper surface of the barrier member is 20 to 60 °. More desirably, it has a time zone in which the inclination angle of the upper surface of the barrier member is 30 ° or more or 50 ° or less.

本発明の製造方法の充填筒の開口に対し障壁部材が投影される面積は、特に限定されないが、40〜90%であることが好ましい。前記障壁部材が投影される面積が40%を以上であると、フィーダーから落下する原料粉が、障壁部材に堆積し一旦保持されやすくなり、フィーダーからの原料粉の脈動を吸収し、偏析の発生を低減しやすくすることができる。前記障壁部材が投影される面積が90%以下であると、フィーダーから落下する原料粉が充填筒内で落下する経路を十分に確保することができるので、閉塞することなくスムーズに充填することができる。障壁部材が複数存在する場合には、充填筒の開口に対し障壁部材が投影される面積とは、複数存在する障壁部材の全てが同時に投影される面積である。 Although the area which a barrier member projects with respect to opening of the filling cylinder of the manufacturing method of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 40 to 90%. When the area where the barrier member is projected is 40% or more, the raw material powder falling from the feeder easily accumulates on the barrier member and is temporarily retained, absorbs the pulsation of the raw material powder from the feeder, and generates segregation. Can be easily reduced. When the area projected by the barrier member is 90% or less, a sufficient path can be secured for the raw material powder falling from the feeder to fall within the filling cylinder, so that the filling can be performed smoothly without blocking. it can. When there are a plurality of barrier members, the area where the barrier members are projected onto the opening of the filling cylinder is an area where all of the plurality of barrier members are simultaneously projected.

<成形工程>
本発明の製造方法の成形工程では、充填工程で成形容器に充填された原料粉が静水圧を加えられることによって成形され、成形体が得られる。
成形工程では、圧力容器内で水などの圧力媒体に加圧されるCIP成形装置に成形容器を入れ成形することができる。
本発明の製造方法の成形容器は、CIP成形装置内で圧力媒体が浸入しないよう蓋体で覆われることによって、成形容器に充填された原料粉が密封される。
<Molding process>
In the molding step of the production method of the present invention, the raw material powder filled in the molding container in the filling step is molded by applying a hydrostatic pressure to obtain a molded body.
In the molding step, the molding container can be put into a CIP molding apparatus that is pressurized by a pressure medium such as water in the pressure container.
In the molding container of the manufacturing method of the present invention, the raw material powder filled in the molding container is sealed by being covered with a lid so that the pressure medium does not enter in the CIP molding apparatus.

本発明の製造方法の成形の圧力は特に限定されないが、例えば10〜500MPaで加圧することによって原料粉が成形され成形体が形成される。成形圧力が10MPa以上であると、高いかさ密度の成形体が得られ、緻密な黒鉛材料を得ることができる。また成形圧力が500MPaになるまでに十分に高いかさ密度の成形体が得られる。成形体は焼成の過程で、バインダー成分の分解ガスが気孔から外部に抜けることによって炭化が促進される。成形圧力が500MPaを超えても成形体のバインダー成分が軟化しながら分解し気孔を形成するので、かさ密度が上昇しにくく、成形圧力が500MPaを超えても得られる黒鉛材料のかさ密度が上昇しにくくなると考えられる。
CIP成形装置で圧力が加えられた成形容器は、CIP成形装置から取り出された後、開封される。開封された成形容器からは、成形体が取り出される。
CIP成形装置は、液体の圧力媒体を用い等方的に加圧するので、黒鉛材料の特性の異方比を小さくすることができる特徴がある。
The molding pressure in the production method of the present invention is not particularly limited. For example, the raw material powder is molded by pressurizing at 10 to 500 MPa to form a molded body. When the molding pressure is 10 MPa or more, a compact with a high bulk density is obtained, and a dense graphite material can be obtained. In addition, a molded body having a sufficiently high bulk density can be obtained before the molding pressure reaches 500 MPa. During the firing of the molded body, the decomposition gas of the binder component escapes from the pores to promote carbonization. Even when the molding pressure exceeds 500 MPa, the binder component of the molded body decomposes while softening and forms pores, so that the bulk density is hardly increased, and the bulk density of the obtained graphite material increases even when the molding pressure exceeds 500 MPa. It will be difficult.
The molding container to which pressure is applied by the CIP molding apparatus is taken out of the CIP molding apparatus and then opened. A molded body is taken out from the opened molded container.
Since the CIP molding apparatus isotropically pressurizes using a liquid pressure medium, there is a feature that the anisotropic ratio of the characteristics of the graphite material can be reduced.

<焼成工程>
本発明の製造方法の焼成工程では、成形体を焼成し、バインダーであるピッチを炭化させることにより焼成体が得られる。
後の黒鉛化工程も同様に加熱する工程であるが、焼成工程は揮発分を除去するためにゆっくり加熱し、黒鉛化工程は高温で処理し、黒鉛の結晶化を促進するため、すみやかに加熱する。焼成工程で成形体を加熱するためのエネルギー密度と黒鉛化工程で焼成体を加熱するためのエネルギー密度は大きく異なるので、一般にはそれぞれ専用の炉で加熱される。焼成工程では、成形体を炭化し、焼成体を得るまで加熱すればよいので、燃焼による加熱、電気による加熱など熱源は特に限定されず、エネルギー密度の低い燃焼による加熱でも適用することができる。一方、後の黒鉛化工程は、高い温度まで加熱する必要があるので、電気を用いて加熱される。エネルギー密度の低い燃焼による加熱では、暖まった排ガスによってエネルギーを廃棄してしまうので高い温度が得られないので黒鉛化には向かない。
<Baking process>
In the firing step of the production method of the present invention, the fired body is obtained by firing the molded body and carbonizing the pitch as the binder.
The subsequent graphitization step is also a similar heating step, but the firing step is slowly heated to remove volatiles, and the graphitization step is heated at a high temperature to accelerate the crystallization of graphite. To do. Since the energy density for heating the molded body in the firing step and the energy density for heating the fired body in the graphitization step are greatly different, each is generally heated in a dedicated furnace. In the firing step, the molded body may be carbonized and heated until a fired body is obtained. Therefore, heat sources such as heating by combustion and heating by electricity are not particularly limited, and heating by combustion with low energy density can also be applied. On the other hand, since the subsequent graphitization process needs to be heated to a high temperature, it is heated using electricity. Heating by combustion with low energy density is not suitable for graphitization because energy is discarded by warm exhaust gas and a high temperature cannot be obtained.

本発明の製造方法の焼成工程はどのような発熱体を用いた炉でも利用することができる。燃焼炉、電気炉など特に限定されない。燃焼炉を利用する場合、燃料は、特に限定されず、天然ガス、プロパンガス、一酸化炭素、重油などどのようなものでも利用することができる。   The firing step of the production method of the present invention can be used in any furnace using a heating element. It is not particularly limited such as a combustion furnace or an electric furnace. When using a combustion furnace, the fuel is not particularly limited, and any of natural gas, propane gas, carbon monoxide, heavy oil, and the like can be used.

本発明の製造方法の焼成工程の焼成温度は、特に限定されないが、700〜1500℃であることが好ましい。焼成温度が700℃以上であると、成形体から十分に揮発分が抜けるので炭化が進行し、気孔が形成され分解ガスが抜けやすくなる上に、焼成体の熱伝導率が高くなるので、後の黒鉛化工程で急速に加熱しても割れにくくすることができる。焼成温度が1500℃を超えると、エネルギーのロスが大きくなる。その理由を以下に説明する。焼成温度が1500℃以下の焼成体は、十分に揮発分が抜け、気孔が形成されているので、黒鉛化工程で分解ガスが十分に抜けやすくなっている上に、十分に炭化が進行し、焼成体の十分に熱伝導率が高くなっている。1500℃を超える温度で焼成した場合では、ガスの抜けやすさ、焼成体の熱伝導率の温度に対する変化は小さくなるので、エネルギーをかけてさらに高い温度で焼成しても、後の黒鉛化工程で焼き易くするための効果は小さくなり、1500℃を超えて加熱しても、その分のエネルギーのロスとなる。   The firing temperature in the firing step of the production method of the present invention is not particularly limited, but is preferably 700 to 1500 ° C. When the firing temperature is 700 ° C. or higher, the volatile matter is sufficiently removed from the molded body, so that carbonization proceeds, pores are formed and decomposition gas is easily released, and the thermal conductivity of the fired body is increased. Even if heated rapidly in the graphitization step, it can be made difficult to crack. When the firing temperature exceeds 1500 ° C., energy loss increases. The reason will be described below. The fired body having a firing temperature of 1500 ° C. or less has a sufficient amount of volatile matter and has pores formed therein, so that the decomposition gas is sufficiently easily removed in the graphitization step, and the carbonization proceeds sufficiently. The fired body has a sufficiently high thermal conductivity. When firing at a temperature exceeding 1500 ° C., the ease of gas removal and the change in thermal conductivity of the fired body with respect to the temperature are small. The effect of making it easy to bake becomes small, and even if it heats exceeding 1500 degreeC, it will be the loss of that energy.

本発明の製造方法の焼成工程は、成形体が酸化しなければどのような雰囲気で焼成することができる。焼成雰囲気は、例えば真空、還元雰囲気、不活性ガス雰囲気などどのような雰囲気でも良い。還元性雰囲気としては、炭化水素ガス、一酸化炭素、水素などが挙げられる。不活性ガス雰囲気は、例えば窒素、アルゴンなどが挙げられる。
本発明の製造方法の焼成工程の昇温速度は、特に制限されない。成形体のサイズが大きくなるほど表面と内部との温度差を緩和し割れにくくするために、ゆっくり焼成することが望ましい。例えば厚さが400mmの成形体であれば、0.2〜4℃/hrで焼成することができる。
The firing step of the production method of the present invention can be fired in any atmosphere as long as the molded body is not oxidized. The firing atmosphere may be any atmosphere such as a vacuum, a reducing atmosphere, or an inert gas atmosphere. Examples of the reducing atmosphere include hydrocarbon gas, carbon monoxide, and hydrogen. Examples of the inert gas atmosphere include nitrogen and argon.
The rate of temperature increase in the firing step of the production method of the present invention is not particularly limited. In order to reduce the temperature difference between the surface and the inside and make it difficult to crack as the size of the molded body increases, it is desirable to fire slowly. For example, in the case of a molded body having a thickness of 400 mm, it can be fired at 0.2 to 4 ° C./hr.

最高温度に到達した焼成体は、雰囲気を真空、還元雰囲気または不活性ガス雰囲気を維持したまま放冷され、冷却してから取り出されることが好ましい。
本明細書において焼成温度とは、焼成工程における最高の処理温度である。
The fired body that has reached the maximum temperature is preferably allowed to cool while maintaining the atmosphere in a vacuum, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere, and is preferably taken out after cooling.
In this specification, the firing temperature is the highest processing temperature in the firing step.

<黒鉛化工程>
本発明の製造方法の黒鉛化工程では、焼成工程で炭化した焼成体を加熱し黒鉛化する。
本発明の製造方法の黒鉛化工程は、どのような黒鉛化炉を用いて黒鉛化しても良い。例えば、アチェソン炉、誘導炉などが利用できる。このような黒鉛化炉では、周囲を断熱材で囲い、中心部に焼成体を詰め加熱される。また、抵抗ヒーターを用いたマッフル炉などでも黒鉛化することができる。抵抗ヒーターとしては、黒鉛発熱体、タングステン発熱体などが挙げられる。
<Graphitization process>
In the graphitization step of the production method of the present invention, the fired body carbonized in the firing step is heated and graphitized.
The graphitization step of the production method of the present invention may be graphitized using any graphitization furnace. For example, an Acheson furnace or an induction furnace can be used. In such a graphitization furnace, the periphery is surrounded by a heat insulating material, and a fired body is packed and heated in the center. It can also be graphitized in a muffle furnace using a resistance heater. Examples of resistance heaters include graphite heating elements and tungsten heating elements.

炭化された焼成体は、大部分の揮発分が除去されて、加熱してもほとんど分解ガスは出ない。このため、焼成体を囲う断熱材にタールなどが付着することなく黒鉛化することができる。なお、焼成温度が低い焼成体または成形体を黒鉛化炉で加熱すると、分子量の大きな分解ガスが発生し、タールとなって断熱材などに付着し炭化する。断熱材に付着したタールの炭化物は、断熱材どうしを結合するので、断熱性が悪くなる。   Most of the volatile matter is removed from the carbonized fired body, and almost no decomposition gas is emitted even when heated. For this reason, it can graphitize, without tar etc. adhering to the heat insulating material surrounding a fired body. When a fired body or molded body having a low firing temperature is heated in a graphitization furnace, a cracked gas having a large molecular weight is generated and becomes tar and adheres to a heat insulating material and carbonizes. Since the tar carbide adhering to the heat insulating material bonds the heat insulating materials, the heat insulating property is deteriorated.

本発明の製造方法の黒鉛化工程の黒鉛化温度は、特に限定されないが、2000℃以上であることが望ましい。黒鉛化温度が2000℃以上であると、焼成体を構成する炭素が十分に結晶化し、加工性、導電性、伝熱性を備えた黒鉛材料を得ることができる。黒鉛化温度が2000℃未満では、炭素質の材料が得られ、硬く、熱伝導率は低く、導電性が低くなる。また、本発明の製造方法の黒鉛化工程の黒鉛化温度は、特に限定されないが、3500℃以下であることが好ましい。黒鉛の昇華温度は、3650℃程度であるので、黒鉛化温度が3500℃以下であると、黒鉛化の行われている黒鉛の蒸気圧が低く維持することができる。このため、黒鉛化炉中で黒鉛化の進行した焼成体の表面から昇華する黒鉛が少なく、黒鉛材料の表面の変質を少なくすることができる。   The graphitization temperature in the graphitization step of the production method of the present invention is not particularly limited, but is desirably 2000 ° C. or higher. When the graphitization temperature is 2000 ° C. or higher, the carbon constituting the fired body is sufficiently crystallized, and a graphite material having processability, conductivity, and heat conductivity can be obtained. When the graphitization temperature is less than 2000 ° C., a carbonaceous material is obtained, which is hard and has low thermal conductivity and low conductivity. The graphitization temperature in the graphitization step of the production method of the present invention is not particularly limited, but is preferably 3500 ° C. or lower. Since the sublimation temperature of graphite is about 3650 ° C., when the graphitization temperature is 3500 ° C. or less, the vapor pressure of graphite on which graphitization is performed can be kept low. For this reason, there is little graphite sublimated from the surface of the fired body in which graphitization has progressed in the graphitization furnace, and alteration of the surface of the graphite material can be reduced.

黒鉛化の昇温速度は特に限定されないが、例えば、焼成体の結晶化が進行していない1000℃以下では、10〜100℃/hrで昇温できる。焼成体の結晶化が進行しはじめる1000℃を超える温度では、例えば30〜200℃/hrで昇温することができる。
本明細書において黒鉛化温度とは、黒鉛化工程における最高の処理温度である。
Although the temperature increase rate of graphitization is not particularly limited, for example, the temperature can be increased at 10 to 100 ° C./hr at 1000 ° C. or less where the crystallization of the fired body has not progressed. The temperature can be raised at, for example, 30 to 200 ° C./hr at a temperature exceeding 1000 ° C. at which the crystallization of the fired body starts to proceed.
In this specification, the graphitization temperature is the highest processing temperature in the graphitization step.

以下に具体的な本発明の黒鉛材料の製造方法の実施形態1及び実施形態2について図を用いて説明する。   Embodiments 1 and 2 of a specific method for producing a graphite material according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図2は、本発明の黒鉛材料の製造方法の実施形態1の充填装置を示す説明図である。
原料粉1は、上部のタンク8に充填され、フィーダー4によって充填筒3上部に導かれる。フィーダーが回転することによって、充填筒3の上部から原料粉が充填筒3の内部に落下し、充填筒3内部に配置されている障壁部材5に一時保持された後、成形容器2の中に落下する。この際に、障壁部材5が原料粉の偏析を解消するように作用し、充填筒3が成形容器5の中に挿入されているので充填筒から落下する原料粉は空気の作用で分離しにくく偏析を起きにくくすることができる。
障壁部材は、4枚のフラットバーからなり、上面の傾斜角は45°である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the filling device according to the first embodiment of the method for producing a graphite material of the present invention.
The raw material powder 1 is filled in the upper tank 8 and guided to the upper part of the filling cylinder 3 by the feeder 4. When the feeder rotates, the raw material powder falls from the upper part of the filling cylinder 3 into the filling cylinder 3 and is temporarily held by the barrier member 5 arranged inside the filling cylinder 3, and then into the molding container 2. Fall. At this time, the barrier member 5 acts so as to eliminate segregation of the raw material powder, and since the filling cylinder 3 is inserted into the molding container 5, the raw material powder falling from the filling cylinder is hardly separated by the action of air. Segregation can be made difficult to occur.
The barrier member is composed of four flat bars, and the inclination angle of the upper surface is 45 °.

成形容器2に充填された原料粉1と、充填筒3との距離を充填筒側面に取り付けられた検出器7が検知し、充填筒3の下端と成形容器2内に充填された原料粉1の上端の間隔を一定に保つように昇降機6によって充填筒3を上昇させる。この際、充填筒3につながるフィーダー4、タンク8も同時に上昇する。検出器は、超音波距離計であり、充填筒下端から、充填された原料粉の頂部までの距離を一定に保つように昇降機を制御する。   A detector 7 attached to the side surface of the filling cylinder 3 detects the distance between the raw material powder 1 filled in the molding container 2 and the filling cylinder 3, and the raw material powder 1 filled in the lower end of the filling cylinder 3 and the molding container 2. The filling cylinder 3 is raised by the elevator 6 so as to keep the interval between the upper ends of the cylinders constant. At this time, the feeder 4 and the tank 8 connected to the filling cylinder 3 are also raised at the same time. The detector is an ultrasonic distance meter, and controls the elevator so that the distance from the lower end of the filling cylinder to the top of the filled raw material powder is kept constant.

図3は、本発明の黒鉛材料の製造方法の実施形態2の充填装置を示す説明図である。実施形態2は、実施形態1の充填装置と検出器7、昇降機6の構造が異なり、他の部分は同一の構造である。実施形態2の検出器は、成形容器2を計量する秤であり、昇降機6は充填筒3側ではなく成形容器2側を昇降させることができる。昇降機6は、検出器の計量する原料粉の質量に応じて成形容器2を下降させることができ、充填筒3下端から、成形容器2に充填された原料粉の頂部までの距離を一定に保つように昇降機6を制御する。   FIG. 3 is an explanatory view showing a filling apparatus according to Embodiment 2 of the method for producing a graphite material of the present invention. Embodiment 2 differs in the structure of the filling apparatus of Embodiment 1, the detector 7, and the elevator 6, and the other part is the same structure. The detector according to the second embodiment is a scale for weighing the molded container 2, and the elevator 6 can move the molded container 2 side up and down instead of the filling cylinder 3 side. The elevator 6 can lower the molding container 2 according to the mass of the raw material powder measured by the detector, and keeps the distance from the lower end of the filling cylinder 3 to the top of the raw material powder filled in the molding container 2 constant. The elevator 6 is controlled as follows.

図5は、本発明の黒鉛材料の製造方法の障壁部材5に原料粉が堆積し落下するまでの様子を示す説明図である。(a)は、何も載っていない状態の障壁部材を示す。大きさは、例えば幅100mm、厚さ12mmのフラットバーからなり、傾斜角は45°であり原料粉の安息角よりも大きい。大きさ、形状、数量、傾斜角は特に限定されない。(b)は、充填筒の上部から原料粉1が落下し、障壁部材の上面に堆積し始めた状態を示す。障壁部材の下側の端では、すぐに原料粉が落下するがその他の部分では、障壁部材表面との摩擦力によって原料粉が保持される。(c)は、原料粉がさらに堆積した状態を示す。これ以上原料粉が堆積すると障壁部材表面との摩擦力で保持できなくなり崩れるようになる。(d)は、さらに原料粉1が堆積し、障壁部材表面との摩擦力で原料粉を保持できなくなり、堆積した原料粉の表面の傾斜角が安息角を超えているので、原料粉が障壁部材の下側の端から一気に落下する様子を示す。このとき原料粉は、それまでに堆積した原料粉と共に落下し混合される。落下する粉の順序は、障壁部材の下側の端に近い側から落下するので、フィーダーから落下してきた順に落下するわけではない。このため、フィーダーの脈動、充填の開始、停止によって発生する原料粉の偏析は、障壁部材によって解消される。   FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which raw material powder is deposited on the barrier member 5 of the graphite material manufacturing method of the present invention and falls. (A) shows the barrier member in a state where nothing is placed. The size is, for example, a flat bar having a width of 100 mm and a thickness of 12 mm, and the inclination angle is 45 °, which is larger than the repose angle of the raw material powder. The size, shape, quantity, and inclination angle are not particularly limited. (B) shows the state in which the raw material powder 1 has fallen from the upper part of the filling cylinder and has started to accumulate on the upper surface of the barrier member. At the lower end of the barrier member, the raw material powder immediately falls, but at other portions, the raw material powder is held by the frictional force with the surface of the barrier member. (C) shows a state in which the raw material powder is further accumulated. If the raw material powder accumulates more than this, it cannot be held by the frictional force with the surface of the barrier member and becomes broken. In (d), since the raw material powder 1 further accumulates and the raw material powder cannot be held by the frictional force with the barrier member surface, and the inclination angle of the surface of the deposited raw material powder exceeds the angle of repose, the raw material powder becomes a barrier. A mode that it falls from the lower end of a member at a stretch is shown. At this time, the raw material powder is dropped and mixed together with the raw material powder deposited so far. Since the order of the falling powder falls from the side close to the lower end of the barrier member, it does not fall in the order in which it falls from the feeder. For this reason, the raw material powder segregation caused by the pulsation of the feeder, the start and stop of the filling is eliminated by the barrier member.

図6は、本発明の黒鉛材料の製造方法の障壁部材の変形例を示す。いずれも充填筒の側方から見たときの断面図である。(a)は障壁部材が1枚である場合、(b)は障壁部材が5枚水平方向に並び同一方向に傾斜している場合、(c)は水平方向に並べられた5枚の障壁部材がそれぞれ異なる方向に傾斜している場合、(d)は、水平方向に並べられた5枚の障壁部材の上部に交互になるように水平方向に並べられた4枚の障壁部材をさらに有している場合、(e)は水平方向に並べられた5枚の障壁部材がそれぞれ振動している場合、(f)は水平方向に並べられた5枚の障壁部材がそれぞれ長手方向を軸として回転している場合を示す。   FIG. 6 shows a modification of the barrier member of the method for producing a graphite material of the present invention. Both are sectional views when viewed from the side of the filling cylinder. (A) is one barrier member, (b) is five barrier members arranged in the horizontal direction and inclined in the same direction, (c) is five barrier members arranged in the horizontal direction. Are inclined in different directions, (d) further includes four barrier members arranged in the horizontal direction so as to alternate with the upper portions of the five barrier members arranged in the horizontal direction. (E) shows that the five barrier members arranged in the horizontal direction vibrate, and (f) shows that the five barrier members arranged in the horizontal direction rotate around the longitudinal direction. This is the case.

本発明の障壁部材は、(a)〜(f)に記載された障壁部材組み合わせて用いることができる。具体的には、障壁部材の数、傾斜する角度、上下方向の段数、振動の有無、振動の周期、振動の振幅、回転の有無、回転数、揺動の有無、揺動の周期、揺動の角度などの組み合わせは特に限定されず、適宜組み合わせて適用することができる。   The barrier member of the present invention can be used in combination with the barrier members described in (a) to (f). Specifically, the number of barrier members, the angle of inclination, the number of steps in the vertical direction, the presence or absence of vibration, the period of vibration, the amplitude of vibration, the presence or absence of rotation, the number of revolutions, the presence or absence of rocking, the period of rocking, rocking There are no particular restrictions on the combination of these angles, etc., and any combination can be applied as appropriate.

以下に、本発明の製造方法について、実施例、比較例の順に記載する。   Below, it describes in order of an Example and a comparative example about the manufacturing method of this invention.

<充填工程>
原料粉として、以下のものを使用する。メジアン径15μmに粉砕した石炭系コークス、タールピッチを加熱したニーダを用い混練し、得られた混練物を粉砕し、メジアン径25μmの原料粉とする。
原料粉を充填する成形容器を準備する。成形容器は蓋体で覆って密封することができる。成形容器の内寸は400×600×1800(高さ)mmの直方体のキャビティを有している。成形容器、蓋体ともにゴム製である。
<Filling process>
The following are used as raw material powder. The coal-based coke pulverized to a median diameter of 15 μm and a kneader heated with a tar pitch are kneaded, and the obtained kneaded product is pulverized to obtain a raw material powder having a median diameter of 25 μm.
Prepare a molding container to be filled with raw material powder. The molded container can be covered and sealed with a lid. The inner dimension of the molded container has a rectangular parallelepiped cavity of 400 × 600 × 1800 (height) mm. Both the molded container and the lid are made of rubber.

図4は、本発明の黒鉛材料の製造方法の実施例1で用いる充填装置を示す説明図である。
原料粉を、下記に説明する図4の充填装置10を用い、成形容器2に充填する。充填装置10は、上部に原料粉を貯蔵するタンク8を有し、スクリューからなるフィーダー4によって充填筒3の上部に供給される。充填筒3の上部に達した原料粉1は、充填筒3内に落下する。充填筒3の太さは、φ250であって、下端250×400の開口を有するフードが取り付けられている。充填筒3内には、幅60mmのフラットバーからなる障壁部材5が、傾斜が30°となるよう3つ備えられている。
FIG. 4 is an explanatory view showing a filling device used in Example 1 of the method for producing a graphite material of the present invention.
The raw material powder is filled into the forming container 2 using the filling device 10 shown in FIG. 4 described below. The filling device 10 has a tank 8 for storing raw material powder in the upper part, and is supplied to the upper part of the filling cylinder 3 by a feeder 4 made of a screw. The raw material powder 1 that has reached the top of the filling cylinder 3 falls into the filling cylinder 3. The thickness of the filling cylinder 3 is φ250, and a hood having an opening with a lower end 250 × 400 is attached. In the filling cylinder 3, three barrier members 5 made of a flat bar having a width of 60 mm are provided so that the inclination becomes 30 °.

成形容器2の開口部からは、充填筒3が奥まで挿入されている。成形容器2は、一定速度で下降する昇降機6を有している。この機構によって、成形容器2に対する充填筒3の高さを概ね一定に保ちながら上昇させることができる。
原料粉の充填は、フィーダー4を回転させ、原料粉を充填筒3の上部から投下するともに、昇降機6で充填容器をゆっくりと下降させながら充填する。充填容器をゆっくりと下降させることによって、充填容器に対する充填筒までの高さをゆっくりと上昇させ、成形容器上端まで、原料粉を充填する。充填の途中、貯蔵タンクの中では原料粉の特性からのブリッジ現象が起き易く、フィーダーからは断続的に原料粉が投下される。
The filling cylinder 3 is inserted from the opening of the molding container 2 to the back. The forming container 2 has an elevator 6 that descends at a constant speed. By this mechanism, the height of the filling cylinder 3 with respect to the molding container 2 can be raised while being kept substantially constant.
For filling the raw material powder, the feeder 4 is rotated to drop the raw material powder from the upper part of the filling cylinder 3 and at the same time the filling container is slowly lowered by the elevator 6. By slowly lowering the filling container, the height of the filling container up to the filling cylinder is slowly raised, and the raw material powder is filled up to the upper end of the forming container. During the filling, a bridging phenomenon easily occurs in the storage tank due to the characteristics of the raw material powder, and the raw material powder is dropped intermittently from the feeder.

<成形工程>
充填工程で原料粉が充填された成形容器に蓋体を被せ、ゴムバンドを用いて密閉する。充填容器ごとCIP成形装置に搬入し、液体の圧力媒体をCIP成形装置に圧入することによって加圧する。CIP成形装置は、100MPaの圧力を加え加圧する。加圧後、徐々に加圧媒体を抜くことにより減圧し、減圧後、CIP成形装置から成形容器を搬出する。
搬出された成形容器から蓋体を取り外し、原料粉が成形された成形体を成形容器から取り出す。
<Molding process>
Cover the molded container filled with the raw material powder in the filling step and seal it with a rubber band. The filled container is carried into the CIP molding apparatus and pressurized by press-fitting a liquid pressure medium into the CIP molding apparatus. The CIP molding apparatus applies a pressure of 100 MPa and pressurizes. After pressurization, the pressure is reduced by gradually removing the pressurization medium, and after the pressure reduction, the molding container is taken out from the CIP molding apparatus.
The lid is removed from the carried-out molded container, and the molded body formed with the raw material powder is taken out from the molded container.

<焼成工程>
成形工程で得られた成形体をステンレス製の焼成缶に詰め、ステンレス製の蓋をする。蓋をした焼成缶をガス炉に詰め焼成する。焼成缶に詰められた成形体を昇温速度1.5℃/hrで900℃まで加熱する。冷却後、焼成缶をガス炉から取り出す。焼成缶の中は、成形体が焼成され、焼成体となる。
<Baking process>
The molded body obtained in the molding step is packed in a stainless steel firing can and covered with a stainless steel lid. The fired can with lid is packed in a gas furnace and fired. The molded body packed in the calcined can is heated to 900 ° C. at a heating rate of 1.5 ° C./hr. After cooling, the calcined can is removed from the gas furnace. In the fired can, the molded body is fired to form a fired body.

<黒鉛化工程>
焼成工程で得られた焼成体を、壁面が断熱材で覆われたアチェソン炉に詰め、人造黒鉛からなる詰粉を上から被せて覆い、焼成体の上部及び焼成体の間に詰粉を充填する。アチェソン炉の両端の黒鉛電極から焼成体及び焼成体間の粒状体を通過するように電流を流し、抵抗発熱させ黒鉛化する。加熱のための電流は、焼成体の温度域に応じて切り替えられ、1200℃までは15℃/hrとなる程度の電流で加熱し、2500℃までは、30℃/hrとなる程度の電通で加熱する。1200℃を超えると、焼成体の熱収縮が収まり、昇温速度を速くしても割れにくくなるので、アチェソン炉からの放熱に対抗し、速く最高温度(黒鉛化温度)に到達するようアチェソン炉の電源の能力を最大限使って加熱する熱量を十分に大きくし黒鉛化される。
<Graphitization process>
The fired body obtained in the firing process is packed in an Acheson furnace whose wall surface is covered with a heat insulating material, covered with covering powder made of artificial graphite from above, and filled between the upper part of the fired body and the fired body. To do. An electric current is passed from the graphite electrodes at both ends of the Acheson furnace so as to pass through the fired body and the granular material between the fired bodies to generate heat by resistance and graphitize. The current for heating is switched according to the temperature range of the fired body, heated up to 1200 ° C. with a current of about 15 ° C./hr, and up to 2500 ° C. with a current of about 30 ° C./hr. Heat. If the temperature exceeds 1200 ° C, the thermal shrinkage of the fired body will be reduced and it will be difficult to crack even if the heating rate is increased, so that it will resist heat dissipation from the Acheson furnace and reach the maximum temperature (graphitization temperature) quickly. The amount of heat to be heated is made large enough to make full use of the power capacity of the power and graphitized.

黒鉛化温度に到達した後、通電を停止し自然放熱する。自然放熱によって冷えた上部の詰粉から徐々に取り除く。アチェソン炉の内部には、焼成体が黒鉛化して得られた黒鉛材料が得られている。自然放熱によって冷えた上部の詰粉から徐々に取り除くと黒鉛材料の上面が露出するようになる。上面が露出した黒鉛材料はトングによって取り出すことができる。   After reaching the graphitization temperature, the power supply is stopped and the heat is dissipated naturally. Gradually remove the powder from the top that has been cooled by natural heat dissipation. A graphite material obtained by graphitizing the fired body is obtained inside the Acheson furnace. The upper surface of the graphite material is exposed when it is gradually removed from the upper filling powder cooled by natural heat dissipation. The graphite material with the upper surface exposed can be taken out by tongs.

実施例1に準じて製造された黒鉛材料は、成形工程、焼成工程、黒鉛化工程のいずれの工程でもクラックは発生しなかった。   The graphite material produced according to Example 1 did not generate cracks in any of the molding process, firing process, and graphitization process.

(比較例1)
充填工程の異なる黒鉛材料を形成するために充填工程以外は実施例1の製造工程に倣って製造を進める。
(Comparative Example 1)
In order to form a graphite material having a different filling process, the manufacturing process proceeds according to the manufacturing process of Example 1 except for the filling process.

<充填工程>
実施例1と同じ原料粉を、同じ成形容器に充填する。充填は、貯蔵タンクからフィーダーで供給され、フィーダーから落下した原料粉は、直接成形容器に投入する。フィーダーから原料粉が落下すると原料粉の細かな粉塵が浮遊し、空気の抵抗を受けながらゆっくり沈降する。途中、貯蔵タンクの中では原料粉のブリッジ現象が起き、フィーダーからは断続的に原料粉が投下される。貯蔵タンクのブリッジ現象によってフィーダーからの原料粉の供給が止まっている間は、浮遊した原料粉の粉塵が成形容器内に沈降し、粒子径の細かな原料粉の層が形成される。
<Filling process>
The same raw material powder as in Example 1 is filled in the same molding container. Filling is supplied from a storage tank by a feeder, and the raw material powder dropped from the feeder is directly put into a forming container. When the raw material powder falls from the feeder, fine dust of the raw material powder floats and slowly settles while receiving air resistance. On the way, the bridging phenomenon of the raw material powder occurs in the storage tank, and the raw material powder is dropped intermittently from the feeder. While the supply of the raw material powder from the feeder is stopped due to the bridging phenomenon of the storage tank, the dust of the floating raw material powder settles in the molding container, and a layer of the raw material powder having a fine particle diameter is formed.

<成形工程>
実施例1の成形工程と同様にCIP成形装置を用いて成形体を得る。
<Molding process>
Similar to the molding step of Example 1, a molded body is obtained using a CIP molding apparatus.

<焼成工程>
実施例1の焼成工程と同様に焼成缶に詰め、ガス炉を用いて焼成し、焼成体を得る。
<Baking process>
In the same manner as in the firing step of Example 1, it is packed in a firing can and fired using a gas furnace to obtain a fired body.

<黒鉛化工程>
実施例1の黒鉛化工程と同様にアチェソン炉に詰め、通電し黒鉛材料を得る。
<Graphitization process>
In the same manner as in the graphitization step of Example 1, the Acheson furnace is packed and energized to obtain a graphite material.

比較例1に準じて製造された黒鉛材料は焼成段階でクラックが発生した。焼成体には、充填工程の水平方向に沿ってクラックは発生していた。クラックの位置は充填時に形成された粒子径の細かな原料粉の層に対応していると考えられる。   The graphite material produced according to Comparative Example 1 cracked during the firing stage. Cracks occurred in the fired body along the horizontal direction of the filling process. It is considered that the position of the crack corresponds to the raw material powder layer having a fine particle diameter formed at the time of filling.

(比較例2)
比較例1と同様に黒鉛材料を製造する。比較例2ではクラックの発生を防止するために、充填後に成形容器内の原料粉に形成された粒子径の細かな原料粉の層を破壊する偏析破壊操作を行うことが比較例1との違いである。
以下に比較例2の製造方法と、充填工程における偏析破壊操作の具体的な説明を行う。
(Comparative Example 2)
A graphite material is produced in the same manner as in Comparative Example 1. In Comparative Example 2, in order to prevent the occurrence of cracks, the difference from Comparative Example 1 is that the segregation breaking operation is performed to break the layer of the raw material powder having a fine particle diameter formed on the raw material powder in the molding container after filling. It is.
Below, the manufacturing method of the comparative example 2 and the segregation fracture operation in a filling process are concretely demonstrated.

<充填工程>
実施例1と同じ原料粉を、同じ成形容器に充填する。成形容器の底には、φ16mmの鉄の丸棒で形成した400×600mmの格子状の治具をあらかじめ沈めておく。格子状の治具の格子の大きさは一辺が100mmである。
<Filling process>
The same raw material powder as in Example 1 is filled in the same molding container. A 400 × 600 mm grid-like jig formed of a φ16 mm iron round bar is submerged in the bottom of the molding container. The size of the lattice of the lattice-shaped jig is 100 mm on one side.

充填は、貯蔵タンクからフィーダーで供給され、フィーダーから落下した原料粉は、直接成形容器に投入される。フィーダーから原料粉が落下すると原料粉の細かな粉塵が浮遊し、空気の抵抗を受けながらゆっくり沈降する。途中、貯蔵タンクの中では原料粉のブリッジ現象が起き易く、フィーダーからは断続的に原料粉が投下される。貯蔵タンクのブリッジ現象によってフィーダーからの原料粉の供給が止まっている間は、浮遊した原料粉の粉塵が成形容器内に沈降し、粒子径の細かな原料粉の層が形成される。
つぎに、偏析破壊操作を実施する。具体的には、充填後、格子状の治具を成形容器の底から引き上げることにより、成形容器内で形成された粒子径の細かな原料粉の層を破壊する。
The filling is supplied from the storage tank by a feeder, and the raw material powder dropped from the feeder is directly put into the molding container. When the raw material powder falls from the feeder, fine dust of the raw material powder floats and slowly settles while receiving air resistance. On the way, bridging of the raw material powder easily occurs in the storage tank, and the raw material powder is dropped intermittently from the feeder. While the supply of the raw material powder from the feeder is stopped due to the bridging phenomenon of the storage tank, the dust of the floating raw material powder settles in the molding container, and a layer of the raw material powder having a fine particle diameter is formed.
Next, a segregation fracture operation is performed. Specifically, after filling, the lattice-shaped jig is pulled up from the bottom of the forming container to destroy the layer of the raw material powder having a fine particle diameter formed in the forming container.

<成形工程>
実施例1の成形工程と同様にCIP成形装置を用いて成形体を得る。
<Molding process>
Similar to the molding step of Example 1, a molded body is obtained using a CIP molding apparatus.

<焼成工程>
実施例1の焼成工程と同様に焼成缶に詰め、ガス炉を用いて焼成し、焼成体を得る。
<Baking process>
In the same manner as in the firing step of Example 1, it is packed in a firing can and fired using a gas furnace to obtain a fired body.

<黒鉛化工程>
実施例1の黒鉛化工程と同様にアチェソン炉に詰め、通電し黒鉛材料を得る。
<Graphitization process>
In the same manner as in the graphitization step of Example 1, the Acheson furnace is packed and energized to obtain a graphite material.

比較例2に準じて製造された黒鉛材料は焼成段階でクラックが発生した。焼成体の充填時の上面には、格子状のクラックが形成されていた。充填後に、成形容器の底にあらかじめ沈めておいた格子状の治具を引き上げることによって粒子径の細かな原料粉の層を破壊することはできたが、充填された原料粉の中を格子状の治具が通過することによって、アスペクト比の高い原料粉が再配列し、強度的に弱い欠陥を形成したと考えられる。   The graphite material produced according to Comparative Example 2 cracked during the firing stage. Lattice-shaped cracks were formed on the upper surface when the fired body was filled. After filling, it was possible to break the layer of raw material powder with a fine particle diameter by pulling up the lattice-shaped jig that had been submerged in the bottom of the molding container. It is considered that the raw material powder having a high aspect ratio rearranged and the defect having weak strength was formed.

実施例1では、上部に原料粉を供給するフィーダーと内部に原料粉を受ける障壁部材とを有する充填筒を、成形容器の内部に挿入し原料粉を充填する本発明の充填装置を用いている。このため、フィーダーから供給される原料粉に脈動が生じても、充填筒内部にある障壁部材で原料粉が一旦保持され、一定量蓄積されたとき保持された原材粉がまとめて落下するので、原料粉の脈動を吸収することができる。   In Example 1, the filling apparatus of the present invention is used in which a filling cylinder having a feeder for supplying raw material powder at the top and a barrier member for receiving the raw material powder is inserted into the inside of the molding container and filled with the raw material powder. . For this reason, even if pulsation occurs in the raw material powder supplied from the feeder, the raw material powder is once held by the barrier member inside the filling cylinder, and when the fixed amount is accumulated, the held raw material powder falls together. Can absorb the pulsation of raw material powder.

また、充填筒は、成形容器の内部に挿入されるので、充填筒内部の障壁部材から成形容器に落下するまでの距離を短くすることができる。このため、充填筒から落下する原料粉の空気抵抗による落下速度の差によって発生する偏析を最小限にすることができ偏析によるクラックの発生を防止できていることが確認された。
これに対し、比較例1では、フィーダーから原料粉を成形容器に直接投下している。このため、フィーダーから供給される原料粉の脈動を吸収することができず、偏析が起き、偏析によるクラックが発生していることが確認された。
また、比較例2では、成形容器の内部に格子状の治具を沈めた後充填し、充填後取り出しているので、取り出す際に原料粉に異方性を生じさせ、クラックの原因となっていることが確認された。
Further, since the filling cylinder is inserted into the molding container, the distance from the barrier member inside the filling cylinder to the dropping into the molding container can be shortened. For this reason, it was confirmed that the segregation caused by the difference in the dropping speed due to the air resistance of the raw material powder falling from the filling cylinder can be minimized and the occurrence of cracks due to the segregation can be prevented.
On the other hand, in Comparative Example 1, the raw material powder is dropped directly from the feeder into the forming container. For this reason, it was confirmed that the pulsation of the raw material powder supplied from the feeder could not be absorbed, segregation occurred, and cracks due to segregation occurred.
Further, in Comparative Example 2, since the lattice-shaped jig was submerged inside the molded container and then filled, and taken out after filling, anisotropy was caused in the raw material powder when taken out, causing cracks. It was confirmed that

1 原料粉
2 成形容器
3 充填筒
4 フィーダー
5 障壁部材
6 昇降機
7 検出器
8 タンク
10 充填装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material powder 2 Molding container 3 Filling cylinder 4 Feeder 5 Barrier member 6 Elevator 7 Detector 8 Tank 10 Filling device

Claims (5)

コークスとピッチとを混練し粉砕して得られる原料粉を成形容器に充填する充填工程と、該成形容器に静水圧を加え成形体を得る成形工程と、該成形体を焼成し焼成体を得る焼成工程と、該焼成体を黒鉛化し黒鉛材料を得る黒鉛化工程と、からなる黒鉛材料の製造方法において、
該充填工程は、上部に該原料粉を供給するフィーダーと内部に原料粉を一旦保持する障壁部材とを有する筒状の充填筒を、該成形容器の内部に挿入し原料粉を充填する充填装置によって充填することを特徴とする黒鉛材料の製造方法。
A filling step of filling a molding container with raw material powder obtained by kneading and pulverizing coke and pitch, a molding step of applying a hydrostatic pressure to the molding container to obtain a molded body, and firing the molded body to obtain a fired body In a method for producing a graphite material comprising a firing step and a graphitization step of graphitizing the fired body to obtain a graphite material,
The filling step is a filling device that inserts a cylindrical filling cylinder having a feeder for supplying the raw material powder at an upper portion thereof and a barrier member for temporarily holding the raw material powder therein, and is filled with the raw material powder. A method for producing a graphite material, which is characterized by comprising:
前記充填装置は、さらに昇降機を有し、前記原料粉を充填しながら、該昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを上昇させることを特徴とする請求項1に記載の黒鉛材料の製造方法。   2. The method for producing a graphite material according to claim 1, wherein the filling device further includes an elevator, and the elevator raises the height of the forming container to the filling cylinder while filling the raw material powder. 3. . 前記充填装置は、さらに、前記成形容器に充填された原料粉の量を検出する検出器を有し、該検出器が検出する成形容器に充填された原料粉の量に連動して、該昇降機が成形容器に対する充填筒までの高さを一定に保つように上昇させることを特徴とする請求項2に記載の黒鉛材料の製造方法。   The filling device further includes a detector that detects the amount of raw material powder filled in the molding container, and the elevator moves in conjunction with the amount of raw material powder filled in the molding container detected by the detector. 3. The method for producing a graphite material according to claim 2, wherein the height of the molded container is raised so as to keep the height to the filling cylinder constant. 前記障壁部材の上面の傾斜角は、20~60°であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の黒鉛材料の製造方法。   The method for producing a graphite material according to any one of claims 1 to 3, wherein an inclination angle of an upper surface of the barrier member is 20 to 60 °. 前記障壁部材は、複数からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の黒鉛材料の製造方法。   The said barrier member consists of two or more, The manufacturing method of the graphite material as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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