JPH02132184A - コークスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコークスの製造方法に係わるものであって、よ
り詳しくは、黒鉛電極、炭素ブラシ等の炭素成形体用の
コークス、中でも主として電極用の炭素原料粒子として
多く用いられる、ニードルコークスの製造方法に係わる
ものである。

（従来の技術） 黒鉛電極、炭素ブラシ等の炭素成形体は一般にピッチコ
ークス、石油コークス等の各種仮焼コークス、その中間
製品である未仮焼コークス、天然黒鉛及び／又はカーボ
ンブラック等の炭素原料粒子を粉砕し粒度調整を行なっ
た後、バインダーピじ千等の粘結剤と加熱しながら混捏
し、成形した後８００〜１３００゜Ｃの温度で焼成し、
更に必要に応じて２５００〜３０００゜Ｃの温度で黒鉛
化処理を行なうことにより製造されている。

又、炭素成形体の製造に、炭素原料粒子として供するコ
ークスは、石油重質油、天然産ギルソナイト又はコール
タールピッチ等の原料油をフルードコーキング法、フレ
キシコーキング法又はディレードコーキング法等の方法
でコークス化して製造されており、近年、製鋼用黒鉛電
極を初めとして炭素成形体の使用条件が過酷化し、炭素
成形体に求められる品質が特に耐熱衝撃性等の点で高級
化するに従い、石油系ピッチ又はキノリン不溶分を除去
した石炭系ピッチをディレードコーキング法でコークス
化してなる二一ドルコークスが用いられてきている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、近時の炭素成形体製造においては、省エネルギ
ー化を図るために迅速黒鉛化法の採用が多くなりつつあ
るが、従来の製造方法で製造された二一ドルコークスを
炭素質骨材として用いて製造した炭素成形体では迅速黒
鉛化時の異常膨張、、即ちバンフィング現象が顕著に現
れて亀裂を生じることがあり、また、亀裂発生に至らな
いまでも見掛比重が小さくなって満足な強度が得られな
いという問題がある。

そのため、原料油に種々の添加物を加え、迅速黒鉛化の
際にパ・ソフィング現象を抑制しようとする試みが数多
くなされているが、未だ十分に満足できる結果は得られ
ていない。

用いる炭素原料粒子が二一ドルコークスでない場合には
、バッフィングは問題とはならないが、炭素成形体の使
用条件の過酷化に伴ない、成形体の製造に炭素原料粒子
として供した場合に得られる炭素成形体に充分な強度を
発現せしめ得るコークスが求められる。

本発明昔等は、上記の問題点を解決すべく鋭意検討した
結果、原料油に炭素繊維又は二一ドルコークス等のアス
ペクト比の平均が１．５以上の炭素化物を均一・に分散
・混合せしめた後コー＝クス化すれば、該炭素化物が芯
となって、得られるコークス及び該コークスを炭素原料
粒子として用いてなる炭素成形体の強度が向上し、特に
該コークスがニードルコークスの場合には、高温焼成時
のパッフィングの少ない二一ドルコークスが得られ、ひ
いては炭素成形体のひび、割れ等の不良の発生を最小限
に抑えて高密度且つ高強度の炭素成形体が製造可能であ
ることを見出し、本発明に到達ｊ７た。

即ち、本発明の目的は、．高強度のコークスであって、
炭素原料粒子として用いたとき高強度の炭素成形体の製
造が可能なコークス、中でも高温焼成時のバ２・フィン
グが少なく、高密度且つ高強度の炭素成形体の原料とな
り得る二一ドルコークスを提供することにある。

（問題点を解決する為の｝段） しかして、かかる本発明の目的は、原料油にアスペクト
比の平均が１．　５以上である炭素化物を均一に分散・
混合せしめた後コークス化することを特１牧とするコー
クスの製造方法番こより容易に達成される。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いる原料油としては、通常のコークス製造用
の原料油であれば特に限定されるものではない。具体的
には、製造すべきコークスが二ドルコークスの場合には
コールタール又はコールタールピッチ、石油系の重質油
、石炭液化物、ナフサ分解残油等が挙げられ、キノリン
不溶分が多い場合にはこれを除去して用いる必要がある
。

また、本発明で用いるアスベク［・比（長径／短径）が
１．５以上の炭素化物としては、形状的に異方性をイｆ
ずる炭素化物であればよく、具体的にはピンヲ−系炭素
鐵維６、ポリアクリロニトリル系炭素繊維あるいは炭化
水素化合物の気相熱分解により生成する炭素繊維（ＶＧ
ＣＦ）等の１１重々の炭素織維や炭素ウィスカー、ニー
ドルコークス等の炭素化物であって、アスペクト比の平
均ｈ月．５以上、好ましくは１５〜３０００、更に好ま
しくは２ｏＯ〜２０００のものが挙げられる。アスペク
ト比がこの範囲より小さいと黒鉛化時の膨張を抑制する
効果がほとんどみられなくなり、従って目的物の強度の
補強効果もみられなくなる。またあまりにもアスペクト
比が大きすぎると原料油との混合の際に、炭素化物が互
いにからみ合い、均−に分散・混合ずることが困難とな
る傾向が強くなるので好ましくない。

ここでいう炭素化物とは通常５００゜Ｃ以上、好ましく
はＩ０００゜Ｃ以上の温度で熱処理されたものであって
、場合により２　０　０　０　’Ｃ以上の温度で熱処理
された黒鉛化物をも含むものである。

本発明では、これらのアスペクト比の平均が１．５以上
の炭素化物を前記原料油に均一に分敗・混合せしめた後
コークス化することが特徴であって、その混合比は原料
油１００重量部に対して、炭素化物０．ＯＩ〜３０重量
部、好ましくは０．０５〜５重里部程度がよい。

尚、これらの炭素化物は原料油に十分に均一混合されて
いることが望ましく、その混合方法としてはラインミキ
サー、ホモミキサー、モータ駆動の撹拌機の様な通常の
方法によって行なわれる。

通帛炭素成形体用コークスを製造すべく原料油をコーク
ス化する方法には、フルードコーキング法、フレキシコ
ーキング法及びディレードコーキング法等いくつかの方
法が知られており、本発明において、上記の原料油と炭
素化物との均一混合物をコークス化するに当っては、こ
れらの従来公知のコークス化法を含めて、原料油をコー
クス化するいかなる方法をも採用し得るが、従来、ピッ
チコークス或は二一ドルコークスの製造にはコーカ−（
熱処理槽）の底部から原料油を挿入し、温度４００〜６
００゜Ｃ１好ましくは４５０〜５００゜Ｃ、圧力常圧〜
ＬＯｋｇ／ｃ艷なる条件下、１２〜４８時間かけて徐々
に軽沸分を除去しながらコークス化するディレードコー
力一法を用いるのが一般的である。

かくして得られる生コークスは通常、３〜２０重量％の
揮発分を含んでおり、そのまま炭素成形体用の原料炭素
質骨材として用いてもよいが、さらに高温で仮焼して揮
発分及び水分等を除き、仮焼コークスとして炭素成形体
の製造用原料に供してもよい。

尚、本発明方法は、原料油に、アスペクト比の平均が１
．５以上の炭素化物を均一に分散・混合せしめた後コー
クス化することを特徴とし、．該特徴を具備する限り、
原料油の種類又はコークス化の方法等の別によらずいか
なるコークスの製造方法をも含み得るものであって、該
特徴により、製造されるコークス中に均一に分散混合せ
しめられた炭素化物が芯となって該コークスを炭素原料
粒子として用いてなる炭素成形体の強度が向上する効果
が得られるが、従来問題となっていたバッフィングを抑
制することにより、炭素成形体のひび、割れ等を防止す
るとともに製品の強度を格段に向上せしめ得る点で、本
発明は二一ドルコークスの製造方法に適用した場合に最
もその効果が顕著であるといえる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限定
されるものではない。

実施例ｌ コールタールピッチｌＯＯ重量部に、糸径１０μｍ、引
張弾性率１　５　ｔｏｎ／ｍ＋＋＋”の炭素繊維を長さ
３　ｍｍに切断したものを０．　３重量部添加し、ホモ
ミキサーで分散させた。これを内容積６！のオ一トクレ
ープに仕込み、電気炉で１８時間かけて５００″Ｃまで
昇温し、５００゜Ｃで５時間処理した後オートクレープ
を冷却し内容物を取り出した。該内容物は揮発分６％の
コークスであった。次にこのコークスをフタ付のアルミ
ナ製の容器に入れこれを別の電気炉により１３００゜Ｃ
で２時間処理し仮焼コークスを得た。該仮焼コークスは
さらに２７００゜Ｃまで２０゜Ｃ／分の条件で昇温し黒
鉛化処理を行なった。炭素成形体のパッフィングの程度
を簡便に知るために、黒鉛化後のコークス及び仮焼コー
クスの気孔量を水銀ボロシメータで測定し、その差から
黒鉛化処理時に生成する気孔量を算出したところ６３ｍ
ｃｃ／ｇであった・ 実施例２及び３ コールタール１００重量部に添加する炭素繊維の量を０
．１重量部又は３重量部とした以外は実施例１と同様に
処理し仮焼コークス及び黒鉛化コークスを調製した。各
々の場合の黒鉛化処理時に生成する気孔吋を測定・算出
した結果を表−１に示す。

比較例１〜３ 原料として、炭素繊維を添加することなく、コールター
ルのみを用いた場合、及び表−１に示すコークス粉を炭
素繊維のかわりに添加した以外は実施例ｌと全く同様に
処理して仮焼コークス及び黒鉛化コークスを調製し、求
めた黒鉛化処理時に住成する気孔量を表−１に示す。

実施例４及び５ コールタールピンチ１００重量部に炭素繊維のかわりに
コールタールピッチ系の二一ドルコークスの粒径７４〜
４４メッシュの生コークスであって、コークスの形状異
方比が１．７の生コークスを１重量部又は３重量部混合
した以外は実施例１と全く同様の処理をし、黒鉛化処理
時に生成する気孔量を水銀ボロシメーターで測定・算出
した結果を表１に示す。

実施例６及び７ コールタールピッチ１００重量部に炭素繊維のかわりに
コールタールピッチ系の二一ドルコークスの粒径７４〜
４４メンシュの仮焼コークスであって、コークスの形状
異方比が１．８５の仮焼コークスを１重量部又は３重量
部混合した以外は実施例１と全く同様の処理をし、黒鉛
化処理時に生成する気孔量を水銀ボロシメーターで測定
・算出した結果を表１に示す。

（発明の効果） 本発明方法によれば、その内部に二一ドルコークス及び
／又は炭素繊維等のアスペクト比の平均が１．５以上の
炭素化物が均一に分散・混合せしめられた高強度のコー
クスが製造でき、かかるコークスを炭素原料粒子として
用いれば、該炭素化物が芯となって高強度の炭素成形体
が得られ、特に該炭素成形体用コークスが二一ドルコー
クスの場合には、従来問題となっていた黒鉛化等の高温
焼成時におけるバシフィングを抑制して不良品の発生を
最小限に食い止め、高密度且つ高強度の炭素成形体の製
造を可能とするものであって、多大な工業的利益を提供
するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料油にアスペクト比の平均が１．５以上である
   炭素化物を均一に分散・混合せしめた後コークス化する
   ことを特徴とするコークスの製造方法。