JPH07500143A - コールタールから炭素電極含浸用ピッチを製造する方法 - Google Patents
コールタールから炭素電極含浸用ピッチを製造する方法Info
- Publication number
- JPH07500143A JPH07500143A JP6505458A JP50545894A JPH07500143A JP H07500143 A JPH07500143 A JP H07500143A JP 6505458 A JP6505458 A JP 6505458A JP 50545894 A JP50545894 A JP 50545894A JP H07500143 A JPH07500143 A JP H07500143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal tar
- pitch
- tar pitch
- centrifugation
- grinding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C1/00—Working-up tar
- C10C1/04—Working-up tar by distillation
- C10C1/16—Winning of pitch
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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】
コールタールから炭素電極含浸用ピッチを製造する方法技術分野
本発明は製鋼工業等に使用するだめの炭素電極の製造技術、より詳しくは、炭素
電極に含浸する含浸用ピッチの製造方法に関係し、該含浸用ピッチは蒸留する前
の2つの連続的な特定の工程、即ち、キノリンネ溶性物質の大粒子を除去するた
めのコールタールの遠心分離、及び残存するキノリンネ溶性物質のサイズを小さ
くするためのコールタールの粉砕によって調製する。大勢の考え方に反し、比較
的高いキノリンネ溶分を有するコールタールピッチは、本発明に2いて炭素を極
の含浸用ピッチとして有用であることか見いたされている。
発明の背景
商業的な炭素工業は、アーク式スチール製鋼炉に使用するグラファイト電極を製
造している。これらの炭素製品はスチール溶融プロセスにおいて大電流を流す必
要がある。これら炭素電極の望ましい特性は高密度、高弾性率、高導電率、高曲
げ強度である。
一般に、これらの電極は石油コークスに、バインダーピッチとして知られる10
ミクロン以上の多数の粒子を含む固形分の高いコールタールピッチを混合して製
造される。混合物を押し出して「生の成形体」として知られる円筒状に成形し、
次いでこれを900〜1300°Cて焼成して非炭素質物質を揮発・除去する。
生の成形体を焼成すると、約95%の炭素を含む成形体から炭素を99%以上含
む成形体に変化する。焼成プロセスの闇に一部の前桟化合物は分解して飛散し、
成形体中に炭素の堆積を残す。気化した物質が特定の位置から移動し、成形体か
ら離れると、多孔質で流路のある構造体が生成し、密度が低下し、電流を輸送す
る成形体の性能が低下することになる。含浸用ピッチは気孔と流路を満たし、成
形体の炭素密度を高め、電極の電流輸送能力を向上させるために使用される。含
浸した後、成形体を再度焼成し、3000’Cもの高温でグラファイト化させる
。
従来技術においては、サイズが約1ミクロンより大きい固体の含有率が少ないピ
ッチが含浸において必要とされていた。石油ピッチは固体粒子を殆ど含まないた
め、従来、最も一般的に使用されており、コールタールピッチを使用する場合、
濾過性テストに合格するために固体分が少ない必要があった。一般にコールター
ルピッチの固形分はキノリンネ溶分(又はQl)で表され、これはコールタール
ピッチの中の粒子状物質は殆どがキノリンに不溶な石炭、コークス、炭素の粒子
であり、コールタールピッチのその残りは可溶なためである。
より詳しくは、含浸用コールタールピッチの選択の指針に用いる特性には次の5
つがある。
1、通常AST^I D3104て測定する軟化点。このテストは含浸条件にお
けるピッチ粘度の指標を与える。
2、通常AST&l D2318で測定するキノリンネ溶分(QI)。このテス
トはピッチの中の石炭、コークス、炭素の粒子、及びピッチを熱処理した場合に
生成することがある全ての液晶の量の尺度を提供する。
3、通常ASTM D2415で測定する灰分。このテストは最終的な使用条件
下で炭素ロスを触媒することがある、電極中に残存する可能性がある物質の指標
を与える。
4、通常ASTM D2416で測定するコークス化値。このテストは電極中で
含浸ピッチからその場で堆積するであろう炭素の量の指標を与える。
5、任意の適切な手段で測定する濾過速度又は濾過性であり、Coudercら
の米国特許第4997542号、欄1.40〜65行に記載と同様であり、この
特許は参考にして含まれる。一般に濾過性の指数として2.5g!/分以上が含
浸を許容できると考えられる。
石油ピッチは非常に固形分が低く、濾過性の指数が高いため、通常の含浸用ピッ
チに使用される。しかしながら、石油ピッチはコールタールピッチよりもその場
での炭素収率が低く、炭素堆積の不均一さが大きい。一般にコールタールピッチ
はその中に含まれる石炭やコークスのために濾過性指数が低く、適切な含浸を達
成するために、通常は固体除去の余分な工程に供される。
本発明は電極の生の成形体の含浸剤としてコールタールピッチを経済的に使用す
ることを可能にする。
上記のように、炭素電極の含浸剤として石油ピッチを使用することが従来より知
られている。米国特許第4961837号、同第4277324号を参照された
い。これらの特許は、当然ながら、このような用途にコールタールピッチを経済
的に調製するといった本発明者らの解決した課題に取り組んでいない。
上記のCoudercらの特許(米国特許第4997542号)の基本的目的は
最小のQlを有するピッチを製造することである。逆に本発明の目的には、可能
な限り又は現実的な量でキノリンネ溶分がピッチの中に存在するといった意味が
ある。Coudercらは熱処理とフラッシュ蒸留を採用し、本発明のような遠
心分離機は採用していない。
コールタールの比較的簡単な遠心分離がBernetらの米国特許第台まない(
欄1.54行)との記載があるが、それについての用途の提案がなく、残存する
粒子が1ミクロンより大きいため含浸ピッチとしては不適切と思われる。
Boodmanらは米国特許第4436615号においてコールタールピッチを
調製し、電極の製造用に提案している。彼らは濾過及び遠心分離を行い、所望に
より分離工程からの液体を蒸留し、グラファイト電極含浸用として提案の生成物
を得ている(欄3の68行〜欄4の11行)。
Moriらは米国特許第4640761号において遠心分離の前に熱処理工程を
用い、容易に除去できるようにキノリンネ溶分の比較的小さい粒子の凝集を生じ
させている。また、Mor iらは米国特許第4986895号において2つの
遠心分離工程とその間の熱処理を用い、遠心分離を容易にするように小さなキノ
リンネ溶分の凝集を生じさせている。
Chuらは米国特許第4664774号においてQIの低い含浸用ピッチを得て
いる。彼らは本発明と非類似の酸化装置を使用している。
本発明らが気づいた、コールタールではなくてコールタールピッチを実際に粉砕
するといった粉砕を利用した唯一の文献は特公昭63−130697号(198
8年6月2日)であり、気孔率が17%のグラファイト電極に含浸することがで
きるピッチを得ている。この方法は本発明とは似ておらず、遠心分離と粉砕の工
程を組み合わせている。
発明の要旨
ピッチからキノリンネ溶分を完全に除去しようとする当該技術分野の多くの開発
・研究者と異なり、本発明者の方法はかなりの量のキノリンネ溶分(1−15重
量%)を許容し、このことは遠心分離後の重要な粉砕工程によって可能となる。
本発明の方法は、約15ミクロンより大きいサイズの粒子を除去する遠心分離と
、その残存物を粉砕し、約1ミクロン以下の平均サイズを有する固体粒子の存在
に起因する少なくとも約3重量%のQlを有する、生の成形体を含浸するに適切
な生成物を得る。次いで粉砕した物質を蒸留し、炭素電極を含浸するに宵月なコ
ールタールピッチを得る。
発明の詳細な説明
遠心分離は、大粒子径と小粒子径の固体物質を分離することかできる任意の適切
な型式の遠心分離機で行うことができる。デカンタ形遠心沈降分離機が好ましい
。
遠心分離の際のコールタールの粘度は、該コールタールの温度及び/又は該コー
ルタールに混合する希釈剤のタイプと量を調節することによって維持する。望ま
しい希釈剤は、使用するならば、クレオソートのようなコールタールの軽い留分
を含む。遠心分離の際の粘度は約40O3US(セイボルトユニバーサル秒)未
満、より好ましくは約100〜約20O3USに保つ。また、遠心分離の際のコ
ールタールの粘度は温度を変えることによって調節することもてきる。好ましく
は、コールタールの温度は約140°F〜約3250F、より好ましくは約20
0’F〜約300°Fに保つ。
小粒子サイズの物質は一般に約10ミクロン未満の平均サイズを育し、一方で大
きい粒子サイズの固体は一般に約10ミクロンより大きい平均粒子サイズを有す
る。遠心分離の速度、滞留時間、その他の条件を所望の分離を得るために、コー
ルタールの種類、コールタールの粘度、その他のコールタールの特性によって変
えることができる。遠心分離は重力の少なくとも1000倍の加速度を生じるよ
うに操作すべきである。
遠心分離の後、遠心分離処理物(centrate)を粉砕機に移す。粉砕機は
撹拌用の適切なモーター駆動ローターを備えた、直径約0.4〜5mmの粉砕媒
体を入れた容器のタイプである。このような粉砕機は[:pworth Man
ufacturing Co、社より販売されている。粉砕機からの流出液は一
般に蒸留し、所望の軟化点の含浸用ピッチを得る。
遠心分離からの遠心分離処理物を粉砕機(又は一連の粉砕機)に移し、次いで粉
砕機を連続的又は間欠的に運転し、タールに含まれる固体の直径力月ミクロン未
満に小さくなるまでタールを粉砕する。
本発明者は、粉砕媒体が粉砕の最終的な段階において1mm以下の直径であれば
プロセスが極めて効率的であることを見い出している。
次にプロセスの例を示す。
205°Fで脱ペン化したコールタールをデカンタ形遠心沈降分離機に50ガロ
ン/分で供給した。遠心分離機は分離壁て重力の2100倍の加速度を生じるよ
うに運転した。遠心分離処理物(centrate)の収率は96−3体積%で
あった。原料と生成物の分析値は次の通りであった。
灰分(WT%) キノリンネ溶分(WT%)原料 0.22 8.1
遠心分離処理物 0.08 7、2
アンダーフロー 2.96 35.6
遠心分離処理物のサンプルを1ガロンのMini−Lab SW粉砕機(Epw
orth Manufacturing Co、社製、5outh Haven
、 !+l[)で粉砕した。
粉砕機は250Orpmで運転した。同じ容積の遠心分離処理物と直径0.8m
mのスチールボール(shot)を粉砕機に充填した。粉砕チャンバーの外面を
約80°Cに保ちながら、遠心分離処理したコールタールを12時間粉砕した。
運転の終了時にコールタールからの粉砕媒体の除去を容易にするため、粉砕媒体
とコールタールの混合物にクレオソートを添加した。添加したクレオソートの量
は粉砕したコールタールの10重量%であった。
粉砕媒体を除去した粉砕後のコールタールとクレオソートを、頂部(overh
ead)での100mmHgの絶対圧力と最終容器温度335°Cでの簡単なサ
イドアーム蒸留に供し、メトラー軟化点109.9°Cのピッチを得た。次いで
このピッチを225°Cの濾過性についてテストし、>10,000g’/分の
濾過性指数を得た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.炭素成形体を含浸するに好適なコールタールピッチの製造方法であって、次 の各工程を含んでなる方法:(1)コールタールを400セイボルトユニバーサ ル秒未満の粘度において遠心分離して中に含まれる15ミクロンより大きい固体 の少なくとも75%を除去し、 (2)遠心分離したコールタールを、直径5mm未満の媒体を用いて粉砕し、 (3)粉砕したコールタールを蒸留して含浸用コールタールピッチを生成する。 2.希釈剤をコールタールピッチに添加して400セイボルトユニバーサル秒未 満の粘度を得る請求の範囲第1項に記載の方法。 3.遠心分離工程を、重力の少なくとも1000倍の加速度を生じるように行う 請求の範囲第1項に記載の方法。 4.遠心分離工程と粉砕工程の間に温度を約140°F〜約325°Fに保つ請 求の範囲第1項に記載の方法。 5.粉砕工程を2以上の段階で行い、各々の段階で粉砕媒体のサイズを次第に小 さくする請求の範囲第1項に記載の方法。 6.請求の範囲第1項に記載の方法によって得たコールタールピッチ。 7.請求の範囲第2項に記載の方法によって得たコールタールピッチ。 8.請求の範囲第3項に記載の方法によって得たコールタールピッチ。 9.請求の範囲第4項に記載の方法によって得たコールタールピッチ。 10.請求の範囲第5項に記載の方法によって得たコールタールピッチ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/925,160 US5326457A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Process for making carbon electrode impregnating pitch from coal tar |
US925,160 | 1992-08-06 | ||
PCT/US1993/007182 WO1994003559A1 (en) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | Process for making carbon electrode impregnating pitch from coal tar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07500143A true JPH07500143A (ja) | 1995-01-05 |
Family
ID=25451308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6505458A Ceased JPH07500143A (ja) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | コールタールから炭素電極含浸用ピッチを製造する方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5326457A (ja) |
EP (1) | EP0612344B1 (ja) |
JP (1) | JPH07500143A (ja) |
AT (1) | ATE174615T1 (ja) |
CA (1) | CA2120597A1 (ja) |
DE (1) | DE69322613T2 (ja) |
WO (1) | WO1994003559A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19703703B4 (de) * | 1996-09-27 | 2007-02-01 | Steel Authority Of India Ltd. | Verfahren zur Produktion von geeignetem Pech zum Imprägnieren von Graphitelektroden für Lichtbogenöfen |
US20100038288A1 (en) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | MR&E, Ltd. | Refining coal-derived liquid from coal gasification, coking, and other coal processing operations |
US8470134B2 (en) * | 2009-07-14 | 2013-06-25 | C2O Technologies, Llc | Process for treating coal by removing volatile components |
US8394240B2 (en) * | 2009-07-14 | 2013-03-12 | C2O Technologies, Llc | Process for treating bituminous coal by removing volatile components |
EP2616524A2 (en) | 2010-09-16 | 2013-07-24 | Franklin G. Rinker | Coal processing with added biomass and volatile control |
US8968520B2 (en) | 2011-06-03 | 2015-03-03 | National Institute Of Clean And Low-Carbon Energy (Nice) | Coal processing to upgrade low rank coal having low oil content |
US9005322B2 (en) | 2011-07-12 | 2015-04-14 | National Institute Of Clean And Low-Carbon Energy (Nice) | Upgrading coal and other carbonaceous fuels using a lean fuel gas stream from a pyrolysis step |
US9074138B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-07-07 | C2O Technologies, Llc | Process for treating coal using multiple dual zone steps |
CN104955921B (zh) | 2013-01-09 | 2017-09-15 | C2O技术发展公司 | 处理煤以改进可冷凝的煤衍生液体的回收的方法 |
US9327320B1 (en) | 2015-01-29 | 2016-05-03 | Green Search, LLC | Apparatus and method for coal dedusting |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2748063A (en) * | 1952-10-21 | 1956-05-29 | Wood Steel Co Alan | Distillation of coal tar |
US3010893A (en) * | 1958-12-22 | 1961-11-28 | Consolidation Coal Co | Method for removing finely divided solid particles from low temperature carbonization tars |
US3069347A (en) * | 1960-04-05 | 1962-12-18 | United States Steel Corp | Method of increasing the anthracene content of creosote |
FR2268857B1 (ja) * | 1974-04-25 | 1978-01-27 | Sofresid | |
US4277324A (en) * | 1979-04-13 | 1981-07-07 | Exxon Research & Engineering Co. | Treatment of pitches in carbon artifact manufacture |
JPS5941387A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-07 | Osaka Gas Co Ltd | ピッチの製造方法 |
US4436615A (en) * | 1983-05-09 | 1984-03-13 | United States Steel Corporation | Process for removing solids from coal tar |
JPS6049085A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | Osaka Gas Co Ltd | コ−ルタ−ル又はコ−ルタ−ルピツチの処理方法 |
US4664774A (en) * | 1984-07-06 | 1987-05-12 | Allied Corporation | Low solids content, coal tar based impregnating pitch |
JPS63130697A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-02 | Mitsubishi Kasei Corp | 炭素材用含浸剤の製造法 |
FR2612525B1 (fr) * | 1987-03-20 | 1989-05-19 | Huiles Goudrons & Derives | Brai d'impregnation a filtrabilite amelioree et son procede de fabrication |
JPH02269191A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-11-02 | Nippon Steel Corp | 高純度炭素材原料用バインダーピッチ及びその製造方法 |
US4961837A (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-09 | Intevep, S.A. | Process for the production of petroleum tar pitch for use as a binder in the production of electrodes |
-
1992
- 1992-08-06 US US07/925,160 patent/US5326457A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-07-30 CA CA002120597A patent/CA2120597A1/en not_active Abandoned
- 1993-07-30 EP EP93917349A patent/EP0612344B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-30 JP JP6505458A patent/JPH07500143A/ja not_active Ceased
- 1993-07-30 WO PCT/US1993/007182 patent/WO1994003559A1/en active IP Right Grant
- 1993-07-30 AT AT93917349T patent/ATE174615T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-07-30 DE DE69322613T patent/DE69322613T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE174615T1 (de) | 1999-01-15 |
EP0612344B1 (en) | 1998-12-16 |
DE69322613T2 (de) | 1999-08-19 |
WO1994003559A1 (en) | 1994-02-17 |
EP0612344A1 (en) | 1994-08-31 |
EP0612344A4 (en) | 1995-05-03 |
CA2120597A1 (en) | 1994-02-17 |
DE69322613D1 (de) | 1999-01-28 |
US5326457A (en) | 1994-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07500143A (ja) | コールタールから炭素電極含浸用ピッチを製造する方法 | |
EP0119273B1 (en) | Process for producing pitch | |
RU1826985C (ru) | Способ получени смолистого пекового материала | |
FR2464920A1 (fr) | Procede de fabrication d'un produit a base de carbone a partir d'une source d'hydrocarbures du type houille | |
US4257870A (en) | Process for the purification of undistillable solid-containing hydrocarbon fractions produced in coal-refining | |
CA1039697A (en) | Process of separating and recovering solids and clear liquid phase from dispersions | |
JPH0142996B2 (ja) | ||
CA1225378A (en) | Treatment for phosphorus-containing waste material | |
EP0135943B1 (de) | Verfahren zur Abtrennung harzartiger Stoffe aus kohlestämmigen Schwerölen und Verwendung der gewonnen Fraktion | |
KR101321077B1 (ko) | 침상 코크스 원료의 정제 방법 | |
US4021328A (en) | Solidifying solvent refined coal | |
CA1055250A (en) | Process for the production of ashless liquid fuels | |
FR2605641A1 (fr) | Procede de preparation de coke pour anode a partir d'un produit residuel provenant d'un procede de cokefaction en lit fluidise | |
CA1221654A (en) | Process for cleaning of coke tars with high solids content | |
KR800001640B1 (ko) | 고품질 코우크스의 제조방법 | |
SU721455A1 (ru) | Способ получени электродного пека | |
JPS6220126B2 (ja) | ||
JPS59164604A (ja) | 高密度等方性炭素材の製造方法 | |
JPS58189293A (ja) | 液体炭化水素から不溶性固体を分離する方法 | |
JPS61163989A (ja) | コ−ルタ−ル中の不溶性物質の分離方法 | |
JPS61163990A (ja) | 石炭系油中の不溶性物質の連続的分離方法 | |
SU1073277A2 (ru) | Способ подготовки каменноугольной смолы к дистилл ции | |
KR101547126B1 (ko) | 지방족 화합물을 이용한 타르 또는 핏치의 고온·고압 정제 방법 | |
JPH0273885A (ja) | ニードルコークスの製造方法 | |
Romey | Separation of solids from coal liquefaction products by filtration and further treatment of the filtrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
A313 | Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A313 Effective date: 20040726 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050419 |