JPH0292814A - パッフィング抑制剤のコークスへの分散方法 - 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」 本発明は人造黒鉛を製造するに際し、炭素材の黒鉛化過
程おけるパッフィング（膨張現象）を抑制するパッフィ
ング抑制剤のコークスへの分散方法に関する。

「従来の技術」 人造黒鉛は、コークスとバインダーピッチを混合して一
定の形に成形した後焼成された炭素材、或いはこの炭素
材にさらにバインダーピッチを含浸して再焼成した炭素
材を２５００℃以上の温度で加熱黒鉛化してつくられる
。例えば電気製鋼等に用いられる人造黒鉛電極は、高密
度、高強度、低電気比抵抗、低熱膨張等の特性が要求さ
れるが、これらの特性を満足させるため、ティレードコ
ーカー法などで製造された低熱膨張コークスを原料とし
ている。上記低熱膨張コークスは、針状の異方性微細構
造を有するもので、その細孔径は１〜５０μｍであり、
通常０．０５〜１．Ｏｖｔ％の硫黄分および０．０５〜
ｌ　、　Ｑ　ｖｔ％の窒素針を含有している。このコー
クスを原料とした炭素材は、黒鉛化の際パッフィングが
大きく、ひびや割れが発生したり、密度が低下したりす
る。

上記パッフィングは、黒鉛化する過程でコークスに含ま
れる炭素以外の硫黄や窒素などの不純物が急激に気化膨
張することによって発生すると考えられている。

従来上記パッフィングを抑制する方法としては、炭素材
製造工程で、例えば鉄や鉄化合物等のパッフィング抑制
剤を添加することが知られている。

パッフィング抑制剤の添加方法としては、（ａ）コーク
スとバインダーピッチを混合する工程でパッフィング抑
制剤を同時に混合する方法。

（ｂ）パッフィング抑制剤を予めバインダーピッチに分
散させておき、このバインダーピッチとコークスとを混
合する方法。

等があるが、さらに、上記方法において粒度を細くした
パッフィング抑制剤を用いて均一分散をはかっている。

」１記パッフィング抑制剤がパッフィングを抑制する機
構は明らかでないが、コークス中の不純物が高温で気化
揮散する際に、パッフィング抑制剤が不純物ガスを容易
に揮散させるためと考えられている。

上記不純物ガスの発生点は、コークス内部の細孔が主体
となるので、パッフィング抑制剤は、コースの細孔内に
分散されていることが必要である。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、上記方法においては、バインダービ。

チの蒸気圧により、バインダーピッチがコークスの微細
気孔内まで浸透せず、したがってパッフィング抑制剤を
細孔内均−分散させることが出来ない。

本発明は上記の事情に鑑み、炭素材のパッフィングを抑
制するため、パッフィング抑制剤をコークス細孔に均一
分散させる方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明の方法においては、
パッフィング抑制剤を液体に分散または溶解し、この液
体を炭素材の原料となるコークスに含浸させる。

本発明に用いられるパッフィング抑制剤としては、例え
ば金属鉄、酸化鉄、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄等があげら
れ、液体としては水、メタノール、エタノール等のアル
コール類、アセトン等が用いられる。

上記塩化鉄等水、アルコールに溶解するものは、上記液
体にパッフィング抑制剤を溶解した溶液を用い、溶解し
ないものは、細粒化して上記液体に分散して用いるが、
分散させるパッフィング抑制剤の粒子は粒径１０μｍ以
下、特に３μｍ以下が好ましい。粒径が１０μｍを越え
るとコークスの細孔内にパッフィング抑制剤を分散させ
ることが困難となる。

」１記パッフィング抑制剤をコークス細孔内に分散させ
るには、上記溶液をコークスに含浸させた後、乾燥して
パッフィング抑制剤をコークス細孔内に析出させるか、
或いはパッフィング抑制剤を分散した液体をコークスに
含浸させた後、乾燥して、パッフィング抑制剤を細孔内
に残留せしめる。

また、コークスを減圧雰囲気下で上記溶液を含浸すれば
さらに細孔内部までパッフィング抑制剤を分散できる。

上記パッフィング抑制剤のコークスに対する分散量は、
コークスにたいしてＦｅ換算０．３　〜１　、４　ｗｔ
％、特に０．５〜０．９ｗｔ％が好ましい。

コークスに対するＦｅ換算量が０　、３　ｗｔ％未満で
は、パッフィング抑制の効果が充分でなく、１．４ｖｔ
％を越えるとこれを原料として製造された人造黒鉛の熱
膨張係数が大きくなるのみならず経済的に不利となる。

　上記パッフィング抑制剤が）−クス細孔内に均一に分
散されたコークスを用いて製造された炭素材を黒鉛化す
ると、嵩比重の高い人造黒鉛が得られる。

上記のように嵩比重の高い人造黒鉛が得られる理由は定
かでないが、次のように考えられる。

すなわち、炭素材を黒鉛化する時の発生ガスを分析する
と、１０００℃以上で窒素分の発生、１６００″Ｃ以上
で硫黄分の発生が観測される。これらのガスが揮散する
時に炭素材中の細孔を押広げ、不可逆の膨張、すなわち
、パッフィングが起る。従ってパッフィングは、ガスの
圧力と細孔によって支配され、パッフィング抑制剤は、
このガス揮散を容易にするので、コークス細孔中に充分
にパッフィング抑制剤を分散させておけば、パッフィン
グ抑制効果が向上し、嵩比重の大きい人造黒鉛が製造さ
れる。

「実施例」 窒素分０．５９ｖｔ％、硫黄０．４８ｗｔ％を含有する
低膨張コークスを用いて各種テストピースを作製し、こ
れを黒鉛化して膨張率および嵩比重を測定した。

テストピースの作製、黒鉛化は次のようにして行なった 通常の粒状コークスにパッフィング抑制剤を含浸させこ
れを粉砕、篩分けして５〜１０メツシ一５０ｖＬ％、２
００メツシュ以下５０ｗＬ％のコークスをつくり、この
コークス７０ｖｔ％とバインダピッチ３０ｗｔ％を配合
混合して、モールド成形法によって、成形した。この成
形物を９６０℃まで昇温して焼成し、２０ｍｍφｘ１０
０ｆｆｉｆｆＩＬの炭素材テストピースをつくった。

このテストピースをアルゴン雰囲気下、室温から２６０
０°Ｃまで、１０°Ｃ／分の速度で昇温しで人造黒鉛と
し、膨張率および嵩比重を測定した。

実施例１ 濃度８ｗｔ％の塩化鉄水溶液にコークスを浸漬し、水分
を乾燥して、コークスに対してＦｅ換算０．７ｖｔ％の
塩化鉄を含有するコークスをつくり、これを粉砕、篩分
けしたコークスを用い、バインダーピッチを配合してテ
ストピースをつくり黒鉛化し測定に供した。

実施例２ 粒径５μｍ以下の酸化鉄粉末５ｗ％を分散したエタノー
ル分散液にコークスを浸し、エタノールを乾燥して、コ
ークスに対してＦｅ換算０　、７　ｗｔ％の酸化鉄を含
有するコークスをつくり、これを粉砕、篩分けしてテス
トピースをつくり黒鉛化し測定に供した。

実施例３ 酸化鉄の代りに金属鉄を用い、エタノールの代りにアセ
トンを使用した以外は実施例２と同じにしてテストピー
スをつ（す、黒鉛化して測定に供した。

比較例１ パッフィング抑制剤を加えず、コークスをそのまま粉砕
、篩分けした以外は実施例１と同じにしてテストピース
をつくり、黒鉛化して測定に供した。

比較例２ コークスを粉砕、篩分けし、バインダピッチと混合する
際に酸化鉄を、コークスに対してＦｅ換算０　、７　ｖ
ｔ％添加し、テストピースをつくり黒鉛化して測定に供
した。

上記実施例１〜３、比較例１．２の測定結果を一括して
第１表に示す。

第１表 「発明の効果」 以上述べたように、本発明の方法によってパッフィング
抑制剤をコークス中に均一に分散させたコークスを原料
として用いることにより、嵩比重の高い人造黒鉛が得ら
れる。この黒鉛は強度が高く、耐酸化性である等多くの
長所を有し、特に電気製鋼用黒鉛電極として、優れた特
性を備えている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パッフィング抑制剤を液体に分散または溶解し、この液
   体をコークスに含浸させることを特徴とするパッフィン
   グ抑制剤のコークスへの分散方法。