JPH04231377A - 炭素物体の黒鉛化法とその装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭素物体の黒鉛化のた
めの方法と装置に関する。この方法は、黒鉛化炉を通っ
ての搬出のために端面で相接して並べられ水平な１列に
共に保持される炭素材料が、黒鉛化帯中で保護ガス雰囲
気の下で電流供給によって加熱され、次に冷却帯におい
て冷却される黒鉛化法であって、１列は、黒鉛化炉を通
っての炭素物体の搬送に依存して、炉の入口で１個の炭
素物体の当接により移動しつつ補充され、炉の出口で１
個の炭素物体の除去によって移動しつつ短縮される。ま
た、本発明は、この方法を実施するための装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】前に
燃焼された炭素物体の黒鉛化のために、炭素物体は、端
面で１列に共に保持され、１列の縦断面を流れる電流を
用いて必要な黒鉛化温度以上に加熱される。連続的黒鉛
化法を保証するために、１列は、黒鉛化炉を通って搬送
ステップで搬出される。このとき、各搬送ステップの後
で、既に黒鉛化された炭素物体を同時に炉の出口で除去
する一方、１列は、炉の入口で、黒鉛化されるべき炭素
物体により補充される。端面で相接して並べて置かれる
炭素物体の連続的黒鉛化のため、水平に案内される１列
の相応する支持を必要とする、水平な炉の軸を備えた特
別な黒鉛化炉が適している。この目的のために、炭素を
含有する堆積、たとえばコークスまたはすす、で黒鉛化
炉を満たすことが知られている。これは、炭素物体から
なる１列の必須の下方支持を必然的に伴うだけでなく、
炉の酸化性雰囲気を避ける。そのような堆積における短
所は、なかでも、堆積物が黒鉛化帯で黒鉛化されるべき
炭素物体と拘束されて再加熱されてしまうことである。 このことは、エネルギー消費を大きくする。炭素を含有
する堆積物の温度上昇に伴い、その電気伝導が改善され
るので、１列に平行な漏れ電流が生じる恐れがある。

【０００３】この短所を避けるために既に提案されてい
る方法では（オーストリア国特許第ＡＴ−ＰＳ３８９５
０６号）、黒鉛化炉は、炭素を含有する堆積ではなく、
保護ガス雰囲気で満たされると共に、片持１列案内部に
十分な範囲で軸方向に１列を保持する。この処置により
、炭素を含有する堆積物の短所は除去できる。しかし、
新しい炭素物体の１列への当接の際に、または、既に黒
鉛化された炭素物体の１列からの除去の際に、拘束力が
保持されるように、大きな、１列の長さに依存する拘束
力が、片持１列案内部のために比例して加えられなけれ
ばならない。このことは、建設費用をさらに大きくする
。

【０００４】本発明の目的は、上記の黒鉛化法（すなわ
ち、黒鉛化炉を通っての搬出のために端面で相接して並
べられ水平な１列に共に保持される炭素材料が黒鉛化帯
中で保護ガス雰囲気の下で電流供給によって加熱され、
次に冷却帯において冷却され、１列は、黒鉛化炉を通っ
ての炭素物体の搬送に依存して、炉の入口で１個の炭素
物体の当接により移動しつつ補充され、炉の出口で１個
の炭素物体の除去によって移動しつつ短縮される炭素物
体の黒鉛化法）において、上述の課題を解決し、保護ガ
ス雰囲気の下での黒鉛化の長所が、このために必要な購
入費用をかける必要無く、利用できるように改善した黒
鉛化装置と方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る黒鉛化法は
、黒鉛化炉を通っての搬出のために端面で相接して並べ
られ水平な１列に共に保持される炭素材料が、黒鉛化帯
中で保護ガス雰囲気の下で電流供給によって加熱され、
次に冷却帯において冷却される黒鉛化法であって、上記
の１列は、黒鉛化炉を通っての炭素物体の搬送により、
炉の入口で１個の炭素物体の当接により移動して補充さ
れ、炉の出口で１個の炭素物体の除去によって移動して
短縮され、炭素物体は、少なくとも黒鉛化炉の１区間で
、ほぞまたはねじボルトによって端面で相互に片持の１
列案内部に結合されることを特徴とする。また、本発明
に係る黒鉛化法の実施のための装置は、少なくとも部分
的に保護ガス雰囲気を備える黒鉛化炉と、炭素物体から
なる１列のための搬送体とからなり、上記の黒鉛化炉は
、１列の摩耗を生じる少なくとも２個の１列用電流端子
を１列のために備える黒鉛化帯と、１列案内方向に境を
接する冷却帯とを形成し、上記の搬送体は、黒鉛化炉の
前と後に配置され、１列を軸方向に拘束する２個の、炉
軸の方向に調節可能な引張頭部を備え、１列の炭素物体
が、少なくとも黒鉛化炉の１区間で、必要な場合に、電
気伝導層の中間位置で軸方向のほぞまたはねじボルトに
より端面に相互に片持の１列案内部に結合されることを
特徴とする。

【０００６】

【作用】こうして、上記の片持ち１列案内部が、好まし
い方法で支持される。なぜなら、上記の軸方向のほぞな
どによる１列の個々の炭素物体の端面での結合のために
、相互に衝突する炭素物体の反対側での放射方向への移
動が有効に防止される。１列の範囲での炭素物体のこの
端面での結合は、片持ち１列案内部に必要な軸方向の１
列拘束力の大きな減少を可能にするだけでなく、特に片
持ち１列の長さが少量の炭素物体だけに制限されるとき
（たとえば、電流端子により、炉の範囲で１列用中間支
持が生じる場合のように）、１列に加えられる軸方向の
圧力を炭素物体の当接と除去の間に少なくとも部分的に
除くための有利な前提を得る。そのような１列支持は、
また、黒鉛化炉の部分充填により炭素含有堆積により実
現され得る。この堆積は、特に炭素物体の端面での結合
の際に、片持ち１列案内部のために堆積の外で必要な軸
方向の拘束力の大きな減少を必然的に伴う。したがって
、堆積が黒鉛化炉の冷却帯で予め備えられ、黒鉛化帯で
作用する短所は、黒鉛化される炭素物体との中間加熱に
関して、かつ、１列に平行な漏れ電流の発生に関して、
生じない。炉の黒鉛化帯で、保護ガス雰囲気が存在しつ
づける。

【０００７】外側の層での電流導通が通電に十分なので
、１列による通電は、予め備えられた結合ほぞまたはボ
ルトにより損なわれない。しかし、ほぞまたはねじボル
トは、１列の材料単位を損なわないようにあるべきであ
る。このため、好ましくは、軸方向のほぞまたはねじボ
ルトは、１列と個々の炭素物体の端面での結合に対して
、繊維強化のために必須な剛性特性を備える炭素繊維強
化炭素から製造される。したがって、炭素物体の軸方向
の結合は、一般に、電極として配置された炭素物体のよ
り後の支持取出の領域に存在し、軸方向の結合のための
穿孔により、ほぞまたはねじボルトのための収納穿孔に
より材料損失が生じない。

【０００８】１列のための比較的大きな片持ち案内部の
長さにおいて、なかでも黒鉛化炉において、通り抜ける
保護ガス雰囲気と共に存在するように、炭素物体の端面
での結合とともに、追加の１列支持が、１列の許容しが
たい弛みを避けるために、片持ち１列案内部の範囲で軸
方向の拘束力の弛みの間に行われる。軸方向拘束力の印
加の際に炭素物体自体が１列の弛みの下で再び１列伸長
位置へ元へ押されることが確実でなければならない。こ
のことは、炭素物体のわずかな曲げの下で１列伸長位置
から下へ全く可能である。１列の分離落下は、炭素物体
の端面での結合によりあり得ない。１列の炭素物体が片
持ち１列案内部の範囲で少なくとも１個の支持部の上に
置かれることは可能である。この支持は、対応する案内
の遊びをもって、片持ちで案内される１列の下で配置さ
れ、このため、１列の軸方向の圧力付加の弛みの下で、
炭素物体は、支持されるまで、ほんのわずか下へ曲げら
れる。この案内遊びは、摩擦なしの１列搬送を保証する
ために、全く必要である。支持部の支持法と数とは、当
然に支持される炭素物体の数と大きさに依存し、また、
なかでも電流端子の間の電流導通を考慮して予め備えら
れる１列案内部の長さにも依存する。ここで、電流端子
は、好ましくは、１列支持に対して自体に役立つ。

【０００９】本方法の実施のための装置において、少な
くとも部分的に保護ガス雰囲気を備える黒鉛化炉と、炭
素物体からなる１列のための搬送体とからなり、上記の
黒鉛化炉は、１列の摩耗を生じる少なくとも２個の１列
用電流端子を１列のために備える黒鉛化帯と、１列案内
方向に境を接する冷却帯とを形成し、上記の搬送体は、
黒鉛化炉の前と後に配置され、１列を軸方向に拘束する
２個の、炉軸の方向に調節可能な引張頭部を備える。そ
して、１列の炭素物体が、少なくとも黒鉛化炉の１区間
で、必要な場合に、電気伝導層の中間位置で軸方向のほ
ぞまたはねじボルトにより端面に相互に片持の１列案内
部に結合される。このため、１列の形状が固定できるの
で、炭素物体の相互に対する放射方向の移動がわずかな
軸方向拘束力の下で確実に防止できる。これは、１列の
軸方向拘束のために、より軽くより少ない引張頭部の形
成を必然的に伴う。

【００１０】この端面での結合に追加して、片持ち１列
案内部の範囲で、特に黒鉛化帯の範囲で、案内の遊びを
伴う１列の支持が、１列の除去の際に、引張頭部により
予期される炭素物体の１列の弛みをある限度以下に制限
するように、曲がらない１列の下に設けられる。この限
度は、炭素物体を伸長１列位置に元へ押すことを、拘束
力の印加の下で再び可能にする。

【００１１】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明をさらに
詳細に説明する。図１に図示される本発明の一実施例で
ある黒鉛化炉は、軸方向に炭素物体２を共につないだ水
平な１列１に対して、１列１の通過方向に順次、２個の
電流端子４、５の間の予熱帯３、電流端子５、７の間の
黒鉛化帯６、並びに、冷却帯８を形成する。黒鉛化炉は
、予熱帯３と黒鉛化帯６の範囲で保護ガス雰囲気を備え
る一方、１列１の相応する支持のために役立つ、炭素物
体２を含有する充填材、たとえばコークスまたは木炭、
からなる堆積９が、冷却帯８の範囲に予め備えられる。 すなわち、炭素材料が、黒鉛化炉を通っての搬出のため
に端面で相接して並べられ水平な１列１に共に保持され
る。炭素材料は、黒鉛化帯６中で保護ガス雰囲気の下で
電流供給によって加熱され、次に冷却帯８において冷却
される。

【００１２】１列１の炭素物体２は、黒鉛化炉を通って
のステップ的な搬送のために、炉の前と後に配置された
２個の引張頭部１０が軸方向に、炉軸方向に調節可能に
取り付けられる。引張頭部１０は、１列１を軸方向に拘
束する。引張頭部１０は、炭素物体２からなる１列１の
ための搬送体を構成する。上記の１列１は、黒鉛化炉を
通っての炭素物体２のステップ的搬送により、炉の入口
１１で１個の炭素物体２の当接により移動して補充され
、炉の出口１２で１個の炭素物体２の除去によって移動
して短縮される。明瞭さのために、２個の引張頭部１０
のなかで、入口側の引張頭部１０のみが図示される。

【００１３】１列１の炭素物体２が、端面で、ほぞ１３
によって、図４に示されるように、相互に結合される。 通常は、１列１の搬送ステップの間に炉の入口１１で１
列１を個々の炭素物体２の当接により移動しつつ補充し
、炉の出口１２で個々の炭素物体２の除去により移動し
つつ短縮するために、電流端子の間での片持１列案内部
のために、軸方向圧力を維持する必要がある。しかし、
端面でのほぞ１３による結合により、この必要がなくな
る。この端面での炭素物体２のほぞ結合は、個々の搬送
ステップの間、炉の入口１１での新しい炭素物体２の当
接の際に、その都度なされる。このほぞ１３は、ねじボ
ルトで置き換えることも可能である。ほぞ１３は、好ま
しくは、炭繊維強化炭素から製造され、炭素物体２の端
面での有底孔の穿孔１４の中に嵌められる。したがって
、一般に、黒鉛化された炭素物体２は、電極として利用
でき、端面に支持取出部材１５が予め備えられ、そのよ
うなほぞ１３またはねじボルトを予め備えることにより
、ほぞまたはねじボルトがより後の支持取出部材１５の
範囲に存在するので、材料の損失が全く生じない。 このことは、図４から明らかである。ほぞ１３の外で通
電は、特に炭素物体２の端面の間で環状の接触層１６が
予め備えられるとき、十分な電流導通のために十分であ
る。

【００１４】電流端子４は、炉の入口１１の範囲で、引
張頭部１０によって１列１に押し付けられる端面の接触
板により形成できる一方、電流端子５、７のために１列
１に対する相対的移動が考慮に入れられねばならない。 このために、電流端子５、７の範囲で、炭素を含有する
堆積１７が予め備えられる。この堆積１７は、電流端子
７の範囲で冷却帯堆積９により形成できる。１列１の１
つの長手方向区間の境界となる堆積１７は、固定電極１
８に対向する１列１の搬送移動を損なうことなく、電流
端子の電極１８と１列１との間の必須の接触を生じる。 堆積１７は、１列１の搬送方向に分離壁１９により境界
を画され、そのため、１列１と共に分離壁１９を通って
出て行く堆積材料が、続く黒鉛化帯６において堆積のな
い保護ガス雰囲気を確保するために、境を接する部屋２
０に集められる。電流端子５の範囲での堆積１７と冷却
帯８の範囲での堆積９は、運び出しにより生じる保護ガ
ス損失を補償するために、供給管２１又は２２を経て移
動しつつ補充される。

【００１５】黒鉛化帯６を通って搬出される１列１は、
電流端子４、５の間の予熱帯３の範囲において予め加熱
され、続く電流端子５、７の間の黒鉛化帯６の範囲で必
要な黒鉛化温度以上に熱せられる。炉容器２３は、した
がって、熱損失を減らすために、これらの帯３、６の範
囲で相応する熱絶縁物２４を予め備える。しかし、熱は
冷却帯８の範囲で炉容器２３を越えて運び去られねばな
らないので、この範囲で、堆積９を通った放熱のために
、特に図３の冷却管により除去できるように、冷却剤を
流す冷却管２６の形の容器冷却部２５が設けられる。

【００１６】黒鉛化されるべき新しい炭素物体２の当接
のため、あるいは、既に黒鉛化された炭素物体２の除去
のために、引張頭部１０が１列１から除かれ、１列１は
、冷却帯８で堆積９により、電流端子５の範囲で堆積１
７により、さらに、黒鉛化炉の外で支柱２７により支持
される。この支柱２７は、軸方向圧力の軽減の前に設け
られる。１列１の弛みを許容範囲に保つために、そして
、軸方向保持力の作用の下で１列１の予め備えられた取
出位置に黒鉛化炉を通って炭素物体２を再び搬出できる
ためには、１列１の支持は、端面でのほぞ１３またはね
じボルトによる炭素物体２の結合により多くの場合に十
分である。

【００１７】設置されている支持部の間の片持ち１列案
内部が、１列の弛みを許容範囲内に保持できるには、長
すぎるならば、炭素物体２の当接または除去のために外
の保持力が取り去られるとき、追加の支持部２８が片持
ち１列案内部の範囲内に、１列搬送をこの範囲で損なう
ことなく、生じた１列の弛みを許容度に制限する。この
ため、１列の電流導通区間での保護ガスの長所と、冷却
帯８での堆積９の長所が、冷却帯８の範囲での保護ガス
雰囲気および黒鉛化帯６の範囲での堆積の短所をほとん
ど伴うことなく、十分利用できる。

【００１８】支持部２８は、図１と図５に示された実施
例により、１列に平行で、１列の両側で存在する２本の
棒２９からなる。この棒２９は、図５に１点鎖線で示さ
れた１列の伸長位置の下に案内遊びをもって存在する。 したがって、１列１の炭素物体２は、軸方向保持力の弛
みの下で棒２９の上で、側方での支持を得る。この支持
は、１列１の許容できない弛みを妨げ、このため、新た
な１列１の軸方向保持力の下で炭素物体２は、ふたたび
、伸長１列位置へ、元へ押され、摩擦のない１列搬送が
保証される。棒２９は、中空または実の棒である。棒２
９は、自明に、相応する一定温度で形成されねばならず
、したがって、好ましくは、必要な場合に炭素繊維強化
炭素からなり、支持部２８は、また、図５に１点鎖線で
示されるように、炭素物体２のためのＶ状の収容部を備
える。端面での炭素物体の結合のために、支持部２８の
上の別々の側方での支持は必要でない。このため、特に
、さらに、炭素物体２の正確でない同軸の並置が考慮さ
れねばならないとき、平らな支持部も配置できる。

【００１９】本発明は、明らかに、以上に説明した実施
例に限定されない。たとえば、保護ガス雰囲気は、冷却
帯８にも備えることができる。このことは、特に追加の
ための、実施例で伸長された１列の下に予め備えられた
支持部２８が弛められた１列１のために設けられるとき
、片持ちの１列案内の拡大を必然的に伴うが、炭素物体
２のほぞ結合のため建造費用の大きな増大を伴わない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、炭素物体の１列の拘束
力を軽減でき、保護ガス雰囲気の下での黒鉛化の長所が
、このために必要な購入費用をかける必要無く、利用で
きるように改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に係る黒鉛化炉の図式的な縦断面図
である。

【図２】　　図１のＩＩ−ＩＩ線での拡大断面図である
。

【図３】　　図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での拡大断面図で
ある。

【図４】　　２つの相互に加工された１列の炭素物体の
端面でのほぞ結合の図（炭素物体の加工範囲で部分的に
断面を示す）である。

【図５】　　支持部の範囲での１列の断面図である。

【符号の説明】

１…１列、　　２…炭素物体、６…黒鉛化帯、　　８…
冷却帯、　　１０…引張頭部、１１…炉入口、　　１２
…炉出口、　　１３…ほぞ、　　１６…電気伝導層、２
８…支持部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　黒鉛化炉を通っての搬出のために端面
   で相接して並べられ水平な１列に共に保持される炭素材
   料が、黒鉛化帯中で保護ガス雰囲気の下で電流供給によ
   って加熱され、次に冷却帯において冷却される黒鉛化法
   であって、上記の１列は、黒鉛化炉を通っての炭素物体
   の搬送により、炉の入口で１個の炭素物体の当接により
   移動して補充され、炉の出口で１個の炭素物体の除去に
   よって移動して短縮され、炭素物体は、少なくとも黒鉛
   化炉の１区間で、ほぞまたはねじボルトによって端面で
   相互に片持の１列案内部に結合されることを特徴とする
   炭素物体の黒鉛化法。
2. 【請求項２】　　１列の個々の炭素物体の端面での結合
   のための上記の軸方向のほぞまたはねじボルトが炭素繊
   維強化炭素からなることを特徴とする請求項１に記載さ
   れた方法。
3. 【請求項３】　　片持１列案内部のために１列に加えら
   れる軸方向圧力が、炭素物体の補充と除去の間に少なく
   とも部分的に除かれることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載された方法。
4. 【請求項４】　　軸方向の圧力が、同時の１列支持の下
   で、少なくとも片持１列案内部の範囲で少なくとも部分
   的に除かれることを特徴とする請求項３に記載された方
   法。
5. 【請求項５】　　１列の炭素物体が、片持１列案内部の
   範囲で、片持で案内される１列の下方に、案内部の遊び
   を有しつつ配置される少なくとも１個の支持部の上に置
   かれることを特徴とする請求項３に記載された方法。
6. 【請求項６】　　請求項１から請求項５までのいずれか
   に記載された方法の実施のための装置であって、少なく
   とも部分的に保護ガス雰囲気を備える黒鉛化炉と、炭素
   物体からなる１列のための搬送体とからなり、上記の黒
   鉛化炉は、１列の摩耗を生じる少なくとも２個の１列用
   電流端子を１列のために備える黒鉛化帯と、１列案内方
   向に境を接する冷却帯とを形成し、上記の搬送体は、黒
   鉛化炉の前と後に配置され、１列を軸方向に拘束する２
   個の、炉軸の方向に調節可能な引張頭部を備え、１列の
   炭素物体が、少なくとも黒鉛化炉の１区間で、必要な場
   合に、電気伝導層の中間位置で軸方向のほぞまたはねじ
   ボルトにより端面で相互に片持の１列案内部に結合され
   ることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】　　片持１列案内部の範囲において１列の
   ための少なくとも１個の支持部が、案内遊びを有しつつ
   、曲がらない１列の下に備えられることを特徴とする請
   求項６に記載された装置。