JPH0692730A - 炭素電極 - Google Patents

炭素電極

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JPH0692730A
JPH0692730A JP4294003A JP29400392A JPH0692730A JP H0692730 A JPH0692730 A JP H0692730A JP 4294003 A JP4294003 A JP 4294003A JP 29400392 A JP29400392 A JP 29400392A JP H0692730 A JPH0692730 A JP H0692730A
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JP
Japan
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average particle
particle diameter
petroleum coke
aggregate
raw petroleum
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JP4294003A
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English (en)
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Wataru Kondo
亘 近藤
Haruo Yasuda
晴雄 安田
Masamichi Takagi
正道 高木
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】所定の平均粒直径を有するとともに所定割合の
揮発分を含む生石油コークス粉体単味に基づき、また
は、これに所定の平均粒直径を有するか焼コークス、人
造黒鉛等を配合した混合物に粘結剤を添加ものに基づい
て製造された、高密度かつ高強度の直径8mm以下の炭
素電極を提供すること。 【構成】その平均粒直径が15〜250μmであり揮発
分8〜15重量%の生石油コークス粉体単味、または、
前記生石油コークスにその平均粒直径が15〜250μ
mの炭素質骨材または黒鉛質骨材を配合した混合物を骨
材として焼成され、さらに、必要に応じて黒鉛化されて
なる直径8mm以下の炭素電極。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高密度かつ高強度の直
径8mm以下の炭素電極に関するものである。即ち、よ
り詳細には、平均粒直径15〜250μmで揮発分8〜
15重量%の生石油コークス粉体単味、あるいはこれに
平均粒直径15〜250μmのか焼コークス、人造黒鉛
等を配合した混合物に粘結剤を添加して加熱混練した後
に、常法により押出し成形し、焼成を行い、さらに必要
に応じて、黒鉛化してなる炭素電極に関するものであ
る。そして、この発明で得られる炭素電極は、ガウジン
グ用、ブラスチング用、映画用、医療用および放電加工
用等の各種用途に利用できるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、炭素材の骨材としては、人造黒
鉛、コークスおよびそれらにカーボンブラックを配合し
たものが主として使用されてきた。しかしながら、人造
黒鉛やコークスを主体とした炭素材は、それらの骨材と
粘結剤との結合に限界があり、十分な強度が得られなか
った。また、高密度を得るために最密充填を考慮した粒
度配合をしなくてはならず、いたずらにその製造工程を
繁雑にしていた。さらに、粘結剤部は、2500゜Cの
温度以上に焼成しない限りは、黒鉛ではなくて炭素質の
ものであるから、機械加工性も悪いという欠点を有して
いた。このようなことから、即ち、従来のものは十分な
強度がないこと、その加工性が悪いこと等の制約がある
ために、炭素電極は直径8mm以上の製品に限定されて
いた。
【0003】さらに従来の炭素材について詳述すれば、
この従来の炭素材は人造黒鉛、か焼コークスと粘結剤と
を混練して製造されるものであるが、その焼成過程にお
いては、粘結剤の熱重縮合反応を利用することによって
強度と密度との向上を図るようにされていることから、
粘結剤だけによる収縮量には限度がある。そこで、この
限度以上の粘結剤を添加して収縮量をそれだけ大にする
ことができるが、このようにすると、その焼成条件の範
囲が極度に狭くなって焼成クラックが発生することにな
る。しかも、骨材と粘結剤との結合は炭化の過程におい
てはいまだ十分でないということが容易に考察される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記されたように、従
来の炭素材の骨材は、人造黒鉛、コークスおよびそれら
にカーボンブラックを配合したものが主として使用され
てきたが、このような人造黒鉛やコークスを主体とした
炭素材では、それらの骨材と粘結剤との結合に限界があ
り十分な強度を得ることができなかった。また、高密度
を得るために最密充填を考慮した粒度配合をしなくては
ならず、いたずらにその製造工程を繁雑にしていた。さ
らに、粘結剤部は、2500゜Cの温度以上に焼成しな
い限りは、黒鉛ではなくて炭素質のものであるから、機
械加工性も悪いという欠点を有していた。かくして、従
来のものでは十分な強度がなく、その加工性が悪いこと
等の制約があることから、これによる炭素電極は直径8
mm以上の製品に限定されてしまうというような問題点
があった。
【0005】この発明の発明者は、前記されたような問
題点を解決することを目的として、高密度かつ高強度の
炭素電極の製造に関して永年にわたり研究開発をしてき
た。その結果、生石油コークスの焼成時における大きな
収縮をともなう炭素化、および、粘結剤との相溶性とか
焼コークスの焼成安定性に着目して、平均粒直径15〜
250μmの生石油コークス粉体単味、あるいはこれに
平均粒直径15〜250μmのか焼コークス、人造黒鉛
等を配合した混合物を骨材とし、これらにコールタール
ピッチ、石油ピッチあるいはフェノール樹脂、フラン樹
脂、ポリエチレン樹脂等の合成樹脂粘結剤を添加して混
練し、押出し成形し、焼成し、さらに必要に応じて黒鉛
化する通常の炭素電極の製造工程に従って製造したとこ
ろ、高密度かつ高強度の炭素電極が容易に得られたもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る炭素電極
は、上記の目的を果たすためになされたものであり、平
均粒直径15〜250μmで揮発分8〜15重量%の生
石油コークス粉体単味、あるいは前記生石油コークスに
平均粒直径15〜250μmの炭素質骨材または黒鉛質
骨材を配合した混合物を骨材として焼成され、さらに必
要に応じて黒鉛化された直径8mm以下のものであるこ
とを特徴とするものである。
【0007】
【作用】前述されたように、この発明に係る炭素電極
は、上記の目的を果たすためになされたものであり、平
均粒直径15〜250μmで揮発分8〜15重量%の生
石油コークス粉体単味、あるいは前記生石油コークスに
平均粒直径15〜250μmの炭素質骨材または黒鉛質
骨材を配合した混合物を骨材として焼成され、さらに必
要に応じて黒鉛化された直径8mm以下のものであるこ
とを特徴とするものである。かくして、従来の技術にお
けるような人造黒鉛等の高価な原料のみを必要とするこ
となく、高密度かつ高強度であり、これに加えて経済的
にも有利な炭素電極を得ることができる。
【0008】
【実施例】実施例の説明に先だって、この発明に係る炭
素電極に関する総括的な説明をしておく。この発明にか
かるものは上記された従来技術を改良したものであっ
て、これに用いられる生石油コークスには7〜15%程
度の揮発分が含有されている。これを換言すれば、粘結
剤と相溶する成分が含まれていることになり、骨材とし
ての生石油コークスと粘結剤との結合が炭化の過程にお
いて極めて強固なものとなって所期の高強度が得られる
ことが認められる。また、前記されたように生石油コー
クスは粘結性を有することが認められており、骨材と粘
結剤が焼成時に互いに収縮して高密度が得られることも
斟酌して、この発明に係る炭素電極は、平均粒直径15
〜250μmの生石油コークス単味、あるいは平均粒直
径15〜250μmの従来から使用されているか焼コー
クス、人造黒鉛等の原料を配合したものを骨材として使
用し、粘結剤を加えて加熱混練し、押出し成形、焼成、
必要に応じて黒鉛化することを特徴としている。なお、
この発明におけるか焼コークスとは、石油コークスやピ
ッチコークス等を指称するものであって、これらの他に
もその一部にカーボンブラック類を併用することもでき
る。以下、この発明の幾つかの実施例について順次説明
する。
【0009】第1実施例:平均粒直径15μmで揮発分
11%の生石油コークス100部にコールタールピッチ
37部を添加し、ニーダー中で120゜Cにおいて2時
間にわたり加熱混練した。この混練物を常法により押出
し成形し、焼成し、黒鉛化して直径13mmの電極棒を
得た。このようにして得られたものの物性値は図1にお
ける表1に示された通りのものである。
【0010】第2実施例:平均粒直径80μmで揮発分
10%の生石油コークス100部にコールタールピッチ
29部を添加した。以下第1実施例と同様にして製品を
得た。このようにして得られたものの物性値は図1にお
ける表1に示された通りのものである。
【0011】第3実施例:平均粒直径250μmで揮発
分10%の生石油コークス100部にコールタールピッ
チ21部を添加した。以下第1実施例と同様にして製品
を得た。このようにして得られたものの物性値は図1に
おける表1に示された通りのものである。
【0012】第4実施例:平均粒直径15μmで揮発分
9%の生石油コークス70部に平均粒直径15μmのピ
ッチコークス30部を加えた配合物にコールタールピッ
チ39部を添加した。以下第1実施例と同様にして製品
を得た。このようにして得られたものの物性値は図1に
おける表1に示された通りのものである。
【0013】第5実施例:平均粒直径15μmで揮発分
14%の生石油コークス70部に平均粒直径15μmの
ピッチコークス30部を加えた配合物にコールタールピ
ッチ39部を添加した。以下第1実施例と同様にして製
品を得た。このようにして得られたものの物性値は図1
における表1に示された通りのものである。
【0014】第6実施例:平均粒直径15μmで揮発分
14%の生石油コークス30部に平均粒直径15μmの
ピッチコークス70部を加えた配合物にコールタールピ
ッチ42部を添加した。以下第1実施例と同様にして製
品を得た。このようにして得られたものの物性値は図1
における表1に示された通りのものである。
【0015】第7実施例:平均粒直径15μmで揮発分
15%の生石油コークス5部に平均粒直径15μmのピ
ッチコークス95部を加えた配合物にコールタールピッ
チ43部を添加した。以下第1実施例と同様にして製品
を得た。このようにして得られたものの物性値は図1に
おける表1に示された通りのものである。
【0016】第8実施例:平均粒直径15μmで揮発分
13%の生石油コークス15部に平均粒直径15μmの
ピッチコークス70部とカーボンブラック15部を加え
た配合物にコールタールピッチ41部を添加した。以下
第1実施例と同様にして製品を得た。このようにして得
られたものの物性値は図1における表1に示された通り
のものである。
【0017】第9実施例:平均粒直径15μmで揮発分
13%の生石油コークス70部に平均粒直径15μmの
人造黒鉛30部を加えた配合物にコールタールピッチ3
8部を添加した。以下第1実施例と同様にして製品を得
た。このようにして得られたものの物性値は図1におけ
る表1に示された通りのものである。
【0018】第10実施例:平均粒直径90μmで揮発
分8%の生石油コークス100部にコールタールピッチ
25部を添加し、ニーダー中で120゜Cにおいて2時
間にわたり加熱混練した。この混練物を常法により押出
し成形し、焼成し、黒鉛化して直径8mmの電極棒を得
た。このようにして得られた炭素電極の物性値は図1に
おける表1に示された通りのものである。
【0019】第11実施例:平均粒直径15μmで揮発
分14%の生石油コークス70部に平均粒直径15μm
の石油コークス30部を加えた配合物にコールタールピ
ッチ39部を添加し、ニーダー中で120゜Cにおいて
2時間にわたり加熱混練した。この混練物を常法により
押出し成形し、焼成し、黒鉛化して直径5mmの電極棒
を得た。このようにして得られた炭素電極の物性値は図
1における表1に示された通りのものである。
【0020】上記された幾つかの実施例からも明かであ
るように、この発明においては、生石油コークス単味、
か焼コークス、人造黒鉛等の、従来から使用されている
原料を配合した混合物を骨材として使用することによ
り、従来のこの種の技術では得られなかった高密度かつ
高強度の炭素電極を安価に提供することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明されたように、この発明に係る
炭素電極は、平均粒直径15〜250μmで揮発分8〜
15重量%の生石油コークス粉体単味、あるいは前記生
石油コークスに平均粒直径15〜250μmの炭素質骨
材または黒鉛質骨材を配合した混合物を骨材として焼成
され、さらに必要に応じて黒鉛化された直径8mm以下
の炭素電極であることを特徴としている。そして、かか
る特徴を備えたこの発明によれば、その強度においては
従来のもののそれの3倍以上もの高強度の製品を得るこ
とができて、電極の消耗も少なくなるという効果があ
る。また、その密度も従来のものに比べて高くなり、炭
素電極の燃焼時における消耗が少なくなるという利点が
あり、その電気比抵抗は従来品に比べて低く、メッキ被
覆量を減少させることができる等の、様々な優れた効果
を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例と従来例との対比をするため
に示した表である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒直径15〜250μmで揮発分8〜
    15重量%の生石油コークス粉体単味、あるいは前記生
    石油コークスに平均粒直径15〜250μmの炭素質骨
    材または黒鉛質骨材を配合した混合物を骨材として焼成
    され、さらに必要に応じて黒鉛化された直径8mm以下
    の炭素電極。
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