JPH09227232A - 炭素質成形体の黒鉛化方法 - Google Patents
炭素質成形体の黒鉛化方法Info
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- JPH09227232A JPH09227232A JP8056936A JP5693696A JPH09227232A JP H09227232 A JPH09227232 A JP H09227232A JP 8056936 A JP8056936 A JP 8056936A JP 5693696 A JP5693696 A JP 5693696A JP H09227232 A JPH09227232 A JP H09227232A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接黒鉛化工程において、水冷ターミナル電
極に隣接する炭素質成形体に生じる材質欠陥現象の防止
を図り、常に歩留りよく黒鉛化処理を行うことができる
炭素質成形体の黒鉛化方法を提供する。 【解決手段】 多数本の円柱状炭素質成形体を相互の対
向端面間に炭素質導電材を介在させて長尺黒鉛化炉内に
直列状態で配列し、端部を水冷ターミナル電極から通電
して炭素質成形体をジュール発熱させる直接黒鉛化法に
おいて、水冷ターミナル電極２と炭素質成形体４、７の
対向端面間に、炭素質成形体４〜７相互の対向端面間に
介在する炭素質導電材９よりも相対的に高い電気比抵抗
値を有する炭素質導電材８を介在させる炭素質成形体の
黒鉛化方法。炭素質導電材は、炭素質の詰粉または板状
スペーサーとする。
極に隣接する炭素質成形体に生じる材質欠陥現象の防止
を図り、常に歩留りよく黒鉛化処理を行うことができる
炭素質成形体の黒鉛化方法を提供する。 【解決手段】 多数本の円柱状炭素質成形体を相互の対
向端面間に炭素質導電材を介在させて長尺黒鉛化炉内に
直列状態で配列し、端部を水冷ターミナル電極から通電
して炭素質成形体をジュール発熱させる直接黒鉛化法に
おいて、水冷ターミナル電極２と炭素質成形体４、７の
対向端面間に、炭素質成形体４〜７相互の対向端面間に
介在する炭素質導電材９よりも相対的に高い電気比抵抗
値を有する炭素質導電材８を介在させる炭素質成形体の
黒鉛化方法。炭素質導電材は、炭素質の詰粉または板状
スペーサーとする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、とくに電気製鋼用
黒鉛電極を製造する工程において、焼成済の炭素質成形
体を歩留りよく黒鉛化処理するために有効な炭素質成形
体の黒鉛化方法に関する。
黒鉛電極を製造する工程において、焼成済の炭素質成形
体を歩留りよく黒鉛化処理するために有効な炭素質成形
体の黒鉛化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気製鋼炉に用いられる人造黒鉛電極
は、通常、コークス粉粒をピッチバインダーと共に捏合
して所定サイズの円柱形状に押出成形し、これを８００
〜１５００℃の温度域で焼成処理して得られる炭素質成
形体またはこの炭素質成形体にピッチを含浸して６００
〜１０００℃に再度焼成して得られる炭素質成形体を２
５００〜３０００℃の高温度により黒鉛化処理すること
により工業的に製造される。焼成済の炭素質成形体を黒
鉛化する手段としては、炭素質成形体を黒鉛化炉に充填
したコークスブリーズ等の詰粉中に間隔を置いて並べ、
ターミナル電極からの通電により詰粉に発生するジュー
ル熱を利用して間接的に炭素質成形体を加熱する機構の
アチソン法が従来から汎用されている。一方、これとは
別に複数本の炭素質成形体相互を端面を接触させた状態
で長尺黒鉛化炉内に直列状態に配置し、両端部に当接し
たターミナル電極を介して直接的に通電加熱する直接黒
鉛化法（ＬＷＧ法）が知られており、この方法は定型的
な円柱形状の焼成品を黒鉛化処理する場合に電力原単位
の低減や炉回転効率の面から有利であることから、特に
大型黒鉛電極材の黒鉛化処理に実用化されている。
は、通常、コークス粉粒をピッチバインダーと共に捏合
して所定サイズの円柱形状に押出成形し、これを８００
〜１５００℃の温度域で焼成処理して得られる炭素質成
形体またはこの炭素質成形体にピッチを含浸して６００
〜１０００℃に再度焼成して得られる炭素質成形体を２
５００〜３０００℃の高温度により黒鉛化処理すること
により工業的に製造される。焼成済の炭素質成形体を黒
鉛化する手段としては、炭素質成形体を黒鉛化炉に充填
したコークスブリーズ等の詰粉中に間隔を置いて並べ、
ターミナル電極からの通電により詰粉に発生するジュー
ル熱を利用して間接的に炭素質成形体を加熱する機構の
アチソン法が従来から汎用されている。一方、これとは
別に複数本の炭素質成形体相互を端面を接触させた状態
で長尺黒鉛化炉内に直列状態に配置し、両端部に当接し
たターミナル電極を介して直接的に通電加熱する直接黒
鉛化法（ＬＷＧ法）が知られており、この方法は定型的
な円柱形状の焼成品を黒鉛化処理する場合に電力原単位
の低減や炉回転効率の面から有利であることから、特に
大型黒鉛電極材の黒鉛化処理に実用化されている。
【０００３】ところが、直接黒鉛化法の適用に際して
は、通電時、黒鉛化炉内に直列配置する炭素質成形体の
各対向端面間に接触抵抗が生じ、これが昇温過程におけ
る電極自体の膨張・収縮に伴う抵抗値の変動と複雑に絡
み合って、局部的な異常発熱による破損、亀裂あるいは
変形等を招き易い。このため、油圧プッシャーにより昇
温に伴う電極寸法変化に応じた端面圧をかけて接触抵抗
の低下と安定化を図る方法、炭素質成形体の各対向端面
間に黒鉛板や黒鉛フェルト等の板状スペーサーを介在さ
せて接触抵抗を低下させる方法等が提案されている。
は、通電時、黒鉛化炉内に直列配置する炭素質成形体の
各対向端面間に接触抵抗が生じ、これが昇温過程におけ
る電極自体の膨張・収縮に伴う抵抗値の変動と複雑に絡
み合って、局部的な異常発熱による破損、亀裂あるいは
変形等を招き易い。このため、油圧プッシャーにより昇
温に伴う電極寸法変化に応じた端面圧をかけて接触抵抗
の低下と安定化を図る方法、炭素質成形体の各対向端面
間に黒鉛板や黒鉛フェルト等の板状スペーサーを介在さ
せて接触抵抗を低下させる方法等が提案されている。
【０００４】例えば、特開昭５０−８６４９４号公報に
は、直接黒鉛化過程で生じる炭素質成形体の収縮に伴う
端面部位の異常発熱を防止するため、各炭素質成形体の
端面を直接または黒鉛スペーサーを介して接触させ、か
つ直列に配置した炭素成形体の両端部より０．５〜５０
kg/cm2の圧力を加えて通電する炭素質成形体の黒鉛化方
法が開示されている。また、特公昭６３−６６７６６号
公報には配列する各電極の対向接触断面に生じる中心部
と外周部の発熱温度差に基づく材質の破損、亀裂、変質
などの現象を防止するため、各電極の対向端面間に非電
導もしくは低電導の中心部分をもつ高電導スペーサー層
を介設し、圧接した状態で通電加熱する焼成電極の黒鉛
化法が開示されている。
は、直接黒鉛化過程で生じる炭素質成形体の収縮に伴う
端面部位の異常発熱を防止するため、各炭素質成形体の
端面を直接または黒鉛スペーサーを介して接触させ、か
つ直列に配置した炭素成形体の両端部より０．５〜５０
kg/cm2の圧力を加えて通電する炭素質成形体の黒鉛化方
法が開示されている。また、特公昭６３−６６７６６号
公報には配列する各電極の対向接触断面に生じる中心部
と外周部の発熱温度差に基づく材質の破損、亀裂、変質
などの現象を防止するため、各電極の対向端面間に非電
導もしくは低電導の中心部分をもつ高電導スペーサー層
を介設し、圧接した状態で通電加熱する焼成電極の黒鉛
化法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
先行技術による改善手段を施しても、直列配置されてい
る炭素質成形体のうち、ターミナル電極に隣接する炭素
質成形体の電極端面に対向する側の亀裂現象は、他の炭
素質成形体の電極端部に比べて発生し易い傾向にある。
近時の電気製鋼用黒鉛電極は直径が２４インチ以上と大
型化しているため、このように黒鉛化過程で両端部に位
置する炭素質成形体の端部での亀裂発生の度合いは更に
大きくなる傾向にある。
先行技術による改善手段を施しても、直列配置されてい
る炭素質成形体のうち、ターミナル電極に隣接する炭素
質成形体の電極端面に対向する側の亀裂現象は、他の炭
素質成形体の電極端部に比べて発生し易い傾向にある。
近時の電気製鋼用黒鉛電極は直径が２４インチ以上と大
型化しているため、このように黒鉛化過程で両端部に位
置する炭素質成形体の端部での亀裂発生の度合いは更に
大きくなる傾向にある。
【０００６】本発明者らはこの亀裂原因について多角的
に検討を行ったところ、炭素質成形体のターミナル電極
に対向する側の端面部分に生じたジュール熱がターミナ
ル電極の水冷作用により奪われて炭素質成形体相互間の
対向端面部に比べて温度低下を引き起こし、特に前記端
面の外周部が極端に温度低下して中心部との温度差を大
きくすることに起因することを解明した。
に検討を行ったところ、炭素質成形体のターミナル電極
に対向する側の端面部分に生じたジュール熱がターミナ
ル電極の水冷作用により奪われて炭素質成形体相互間の
対向端面部に比べて温度低下を引き起こし、特に前記端
面の外周部が極端に温度低下して中心部との温度差を大
きくすることに起因することを解明した。
【０００７】本発明が課題とする目的は、上記のような
直接黒鉛化工程において水冷ターミナル電極に隣接する
炭素質成形体に生じる材質欠陥現象の防止を図り、常に
歩留りよく黒鉛化処理を行うことができる炭素質成形体
の黒鉛化方法を提供することにある。
直接黒鉛化工程において水冷ターミナル電極に隣接する
炭素質成形体に生じる材質欠陥現象の防止を図り、常に
歩留りよく黒鉛化処理を行うことができる炭素質成形体
の黒鉛化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による炭素質成形体の黒鉛化方法は、多数本
の円柱状炭素質成形体を相互の対向端面間に炭素質導電
材を介在させて長尺黒鉛化炉内に直列状態で配列し、端
部を水冷ターミナル電極から通電して炭素質成形体をジ
ュール発熱させる直接黒鉛化法において、水冷ターミナ
ル電極と炭素質成形体の対向端面間に、炭素質成形体相
互の対向端面間に介在する炭素質導電材よりも相対的に
高い電気比抵抗値を有する炭素質導電材を介在させるこ
とを構成上の特徴とする。
めの本発明による炭素質成形体の黒鉛化方法は、多数本
の円柱状炭素質成形体を相互の対向端面間に炭素質導電
材を介在させて長尺黒鉛化炉内に直列状態で配列し、端
部を水冷ターミナル電極から通電して炭素質成形体をジ
ュール発熱させる直接黒鉛化法において、水冷ターミナ
ル電極と炭素質成形体の対向端面間に、炭素質成形体相
互の対向端面間に介在する炭素質導電材よりも相対的に
高い電気比抵抗値を有する炭素質導電材を介在させるこ
とを構成上の特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明に使用する直接黒鉛
化炉を例示した説明図（平断面略図）で、１は耐火レン
ガにより構築され長尺矩形状に区画された炉体、２は炉
体１の両端部に設置された水冷ターミナル電極で、それ
ぞれ直流電源３と接続している。水冷ターミナル電極２
の間には、黒鉛化処理の対象となる焼成処理済の炭素質
成形体４〜７が端面を各対向する状態に直列して配置さ
れている。直列配置される炭素質成形体の本数は炉の容
量によって異なるが、通常、数本から数１０本の単位で
ある。各炭素質成形体３〜７の対向端面間および両端部
に位置する炭素質成形体４、７と水冷ターミナル電極２
との対向端面間には、それぞれ炭素質導電材８、９が介
在されており、図示しない油圧プッシャーにより水冷タ
ーミナル電極２を押圧して接触抵抗を抑制するように設
計されている。炉内には炭素質成形体４〜７を被包する
状態に炭素質詰粉１０が充填されており、系内は非酸化
雰囲気に保持される。操業に際しては、直流電源３から
水冷ターミナル電極２を介して炭素質成形体４〜７に通
電し、直接ジュール発熱させて２５００〜３０００℃に
加熱し黒鉛化処理する。
化炉を例示した説明図（平断面略図）で、１は耐火レン
ガにより構築され長尺矩形状に区画された炉体、２は炉
体１の両端部に設置された水冷ターミナル電極で、それ
ぞれ直流電源３と接続している。水冷ターミナル電極２
の間には、黒鉛化処理の対象となる焼成処理済の炭素質
成形体４〜７が端面を各対向する状態に直列して配置さ
れている。直列配置される炭素質成形体の本数は炉の容
量によって異なるが、通常、数本から数１０本の単位で
ある。各炭素質成形体３〜７の対向端面間および両端部
に位置する炭素質成形体４、７と水冷ターミナル電極２
との対向端面間には、それぞれ炭素質導電材８、９が介
在されており、図示しない油圧プッシャーにより水冷タ
ーミナル電極２を押圧して接触抵抗を抑制するように設
計されている。炉内には炭素質成形体４〜７を被包する
状態に炭素質詰粉１０が充填されており、系内は非酸化
雰囲気に保持される。操業に際しては、直流電源３から
水冷ターミナル電極２を介して炭素質成形体４〜７に通
電し、直接ジュール発熱させて２５００〜３０００℃に
加熱し黒鉛化処理する。
【００１０】上記の直接黒鉛化方式において、各炭素質
成形体４〜７の対向端面間に介在させる炭素質導電材９
および両端部に位置する炭素質成形体４、７と水冷ター
ミナル電極２との対向端面間に介在させる炭素質導電材
８が同じ電気抵抗であると、ターミナル電極２に隣接す
る炭素質成形体４、７の電極端面に対向する側に軸方向
の縦割れ亀裂１１が発生する。この局部的な縦割り亀裂
現象は、水冷ターミナル電極２と炭素質成形体４、７の
対向端面間に介在する炭素質導電材８を、炭素質成形体
４〜７相互の対向端面間に介在する炭素質導電材９より
も、相対的に高電気抵抗のものとする本発明の構成を採
ることにより効果的に防止することができる。
成形体４〜７の対向端面間に介在させる炭素質導電材９
および両端部に位置する炭素質成形体４、７と水冷ター
ミナル電極２との対向端面間に介在させる炭素質導電材
８が同じ電気抵抗であると、ターミナル電極２に隣接す
る炭素質成形体４、７の電極端面に対向する側に軸方向
の縦割れ亀裂１１が発生する。この局部的な縦割り亀裂
現象は、水冷ターミナル電極２と炭素質成形体４、７の
対向端面間に介在する炭素質導電材８を、炭素質成形体
４〜７相互の対向端面間に介在する炭素質導電材９より
も、相対的に高電気抵抗のものとする本発明の構成を採
ることにより効果的に防止することができる。
【００１１】本発明において使用する炭素質導電材８、
９としては、炭素質の詰粉もしくは板状スペーサーが用
いられ、各炭素質成形体の端面と同一面形状に１０〜８
０mmの層として介在させる。上述したとおり、縦割り亀
裂１１が発生する理由は炭素質成形体４、７のターミナ
ル電極２に対向する側の端面部分に生じたジュール熱が
ターミナル電極２の水冷作用により奪われて炭素質成形
体４〜７相互間の対向端面部に比べて温度低下を引き起
こし、特に前記端面の外周部が極端に温度低下して中心
部との温度差が大きくなって応力の偏りが生じることが
主因となる。すなわち、図２（部分拡大説明図）におい
て、水冷ターミナル電極２と炭素質導電材８を介して隣
接する炭素質成形体４、７の端面におけるＡ点（断面中
心部）とＢ点（外周部）の温度差（以下「Ａ−Ｂ温度
差」という）が大きいと、熱歪応力により縦割り亀裂現
象１１が発生する。発明者らの検討によると、Ａ点とＢ
点の温度差が１６０℃以下になるような条件で黒鉛化処
理すると前記の縦割り亀裂は効果的に防止されることが
検証された。
９としては、炭素質の詰粉もしくは板状スペーサーが用
いられ、各炭素質成形体の端面と同一面形状に１０〜８
０mmの層として介在させる。上述したとおり、縦割り亀
裂１１が発生する理由は炭素質成形体４、７のターミナ
ル電極２に対向する側の端面部分に生じたジュール熱が
ターミナル電極２の水冷作用により奪われて炭素質成形
体４〜７相互間の対向端面部に比べて温度低下を引き起
こし、特に前記端面の外周部が極端に温度低下して中心
部との温度差が大きくなって応力の偏りが生じることが
主因となる。すなわち、図２（部分拡大説明図）におい
て、水冷ターミナル電極２と炭素質導電材８を介して隣
接する炭素質成形体４、７の端面におけるＡ点（断面中
心部）とＢ点（外周部）の温度差（以下「Ａ−Ｂ温度
差」という）が大きいと、熱歪応力により縦割り亀裂現
象１１が発生する。発明者らの検討によると、Ａ点とＢ
点の温度差が１６０℃以下になるような条件で黒鉛化処
理すると前記の縦割り亀裂は効果的に防止されることが
検証された。
【００１２】本発明において、炭素質導電材に詰粉を用
いる場合には、高導電性のものとして黒鉛粉末、黒鉛化
コークス粉末などが、また高電気比抵抗のものとしてカ
ーボンブラック、ガラス状カーボン粉末、仮焼コークス
粉末、籾殻炭粉末、炭素繊維粉末あるいはこれらを黒鉛
粉末や黒鉛化コークス粉末等にブレンドした混合物が適
用される。この際、炭素質詰粉（符号８と９）の電気比
抵抗を調整して、水冷ターミナル電極２とこれに隣接す
る炭素質成形体４、７の対向端面間に、炭素質成形体４
〜７相互の対向端面間に介在する炭素質詰粉（９）に比
べて３〜４倍に相当する電気比抵抗値（常温）の炭素質
詰粉（８）を選択して介在させることが好ましい。前記
の電気比抵抗の比が３倍未満あるいは４倍を越えるとＡ
−Ｂ温度差を１６０℃以下に抑制することができなくな
り、縦割り亀裂１１の発生を防止することが困難とな
る。
いる場合には、高導電性のものとして黒鉛粉末、黒鉛化
コークス粉末などが、また高電気比抵抗のものとしてカ
ーボンブラック、ガラス状カーボン粉末、仮焼コークス
粉末、籾殻炭粉末、炭素繊維粉末あるいはこれらを黒鉛
粉末や黒鉛化コークス粉末等にブレンドした混合物が適
用される。この際、炭素質詰粉（符号８と９）の電気比
抵抗を調整して、水冷ターミナル電極２とこれに隣接す
る炭素質成形体４、７の対向端面間に、炭素質成形体４
〜７相互の対向端面間に介在する炭素質詰粉（９）に比
べて３〜４倍に相当する電気比抵抗値（常温）の炭素質
詰粉（８）を選択して介在させることが好ましい。前記
の電気比抵抗の比が３倍未満あるいは４倍を越えるとＡ
−Ｂ温度差を１６０℃以下に抑制することができなくな
り、縦割り亀裂１１の発生を防止することが困難とな
る。
【００１３】また、炭素質導電材に板状スペーサーを用
いる場合には、高導電性のものとしては天然黒鉛あるい
は人造黒鉛を成形した平板ディスク、黒鉛フェルトまた
は膨張黒鉛シートの円板などを用いることができるが、
このうち加圧に際して適度の変形性を備える黒鉛フエル
トまたは膨張黒鉛シートで形成することが好ましい。ま
た、高電気比抵抗の板状スペーサーとしてはカーボンブ
ラック、樹脂炭あるいは籾殻炭等の難黒鉛化性粉末ある
いはこれらを黒鉛粉末とブレンドして成形した平板ディ
スク、炭素繊維フエルトの円板等で構成される。この
際、板状スペーサー（符号８と９）の電気比抵抗を調整
して、水冷ターミナル電極２と炭素質成形体４、７の対
向端面間に、炭素質成形体４〜７相互の対向端面間に介
在する板状スペーサー（９）に比べて２〜２．５倍に相
当する電気比抵抗値（常温）の板状スペーサー（８）を
選択して介在させることが好ましい。前記の電気比抵抗
の比が２倍未満あるいは２．５倍を越えるとＡ−Ｂ温度
差を１６０℃以下に抑制することができなくなり、縦割
り亀裂１１の発生を防止することが困難となる。
いる場合には、高導電性のものとしては天然黒鉛あるい
は人造黒鉛を成形した平板ディスク、黒鉛フェルトまた
は膨張黒鉛シートの円板などを用いることができるが、
このうち加圧に際して適度の変形性を備える黒鉛フエル
トまたは膨張黒鉛シートで形成することが好ましい。ま
た、高電気比抵抗の板状スペーサーとしてはカーボンブ
ラック、樹脂炭あるいは籾殻炭等の難黒鉛化性粉末ある
いはこれらを黒鉛粉末とブレンドして成形した平板ディ
スク、炭素繊維フエルトの円板等で構成される。この
際、板状スペーサー（符号８と９）の電気比抵抗を調整
して、水冷ターミナル電極２と炭素質成形体４、７の対
向端面間に、炭素質成形体４〜７相互の対向端面間に介
在する板状スペーサー（９）に比べて２〜２．５倍に相
当する電気比抵抗値（常温）の板状スペーサー（８）を
選択して介在させることが好ましい。前記の電気比抵抗
の比が２倍未満あるいは２．５倍を越えるとＡ−Ｂ温度
差を１６０℃以下に抑制することができなくなり、縦割
り亀裂１１の発生を防止することが困難となる。
【００１４】炉操業時、通電により水冷ターミナル電極
２と隣接する炭素質成形体４、７および炭素質成形体４
〜７には炭素質導電材８、９を介して直流電流が流れ、
直列配置された各炭素質成形体はジュール発熱するが、
両端部に位置する炭素質成形体４、７の水冷ターミナル
電極２に隣接する対向端面部位は水冷作用の影響で発熱
温度が低下する。しかし、水冷ターミナル電極２と炭素
質成形体４、７の対向端面間に介在する炭素質導電材８
の電気比抵抗を、炭素質成形体４〜７相互の対向端面間
に介在する炭素質導電材９よりも相対的に高くしてある
ため、水冷による放熱を補うに十分なジュール発熱を生
じる。この作用で、Ａ−Ｂ温度差は縦割り亀裂が発生す
ることのない１６０℃以下に保たれ、かつ図２のＣ点と
の温度差も少なくなって均等な温度分布を示す。このた
め、両端部の炭素質成形体はもとより、全ての炭素質成
形体に亀裂や破損等の材質欠陥現象を生じることなく、
常に歩留りのよく黒鉛化処理が完了する。
２と隣接する炭素質成形体４、７および炭素質成形体４
〜７には炭素質導電材８、９を介して直流電流が流れ、
直列配置された各炭素質成形体はジュール発熱するが、
両端部に位置する炭素質成形体４、７の水冷ターミナル
電極２に隣接する対向端面部位は水冷作用の影響で発熱
温度が低下する。しかし、水冷ターミナル電極２と炭素
質成形体４、７の対向端面間に介在する炭素質導電材８
の電気比抵抗を、炭素質成形体４〜７相互の対向端面間
に介在する炭素質導電材９よりも相対的に高くしてある
ため、水冷による放熱を補うに十分なジュール発熱を生
じる。この作用で、Ａ−Ｂ温度差は縦割り亀裂が発生す
ることのない１６０℃以下に保たれ、かつ図２のＣ点と
の温度差も少なくなって均等な温度分布を示す。このた
め、両端部の炭素質成形体はもとより、全ての炭素質成
形体に亀裂や破損等の材質欠陥現象を生じることなく、
常に歩留りのよく黒鉛化処理が完了する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。しかし、本発明の範囲はこれら実施例
の範囲に限定されるものではない。
体的に説明する。しかし、本発明の範囲はこれら実施例
の範囲に限定されるものではない。
【００１６】実施例１〜２、比較例１〜２ 図１に示した構造の直接黒鉛化炉を用い、直径２４イン
チ、長さ２．４m の円柱形状を有する焼成済の炭素質成
形体を１０本直列に配置し、各炭素質成形体４〜７相互
の対向端面間には炭素質導電材９として電気比抵抗値
（常温）３５０μΩ・m の黒鉛粉末の詰粉を介在させ、
水冷ターミナル電極２とこれに隣接する炭素質成形体
４、７の対向端面間には炭素質導電材８として電気比抵
抗値（常温）の異なる炭素質の詰粉を介在させ、端部か
ら押圧して各端面間を圧接した。押圧後の各炭素質導電
材の介在厚さは約２０mmであった。なお、炭素質導電材
８の炭素質詰粉には仮焼コークス粉と黒鉛粉末との混合
物を用い、仮焼コークス粉の混合割合を変えて電気比抵
抗値を調整した。なお、電気比抵抗値は常温（２５℃）
において粉体に単位面積当たり７kg/cm2の圧力を負荷し
た状態で電圧降下法により求めた値である。
チ、長さ２．４m の円柱形状を有する焼成済の炭素質成
形体を１０本直列に配置し、各炭素質成形体４〜７相互
の対向端面間には炭素質導電材９として電気比抵抗値
（常温）３５０μΩ・m の黒鉛粉末の詰粉を介在させ、
水冷ターミナル電極２とこれに隣接する炭素質成形体
４、７の対向端面間には炭素質導電材８として電気比抵
抗値（常温）の異なる炭素質の詰粉を介在させ、端部か
ら押圧して各端面間を圧接した。押圧後の各炭素質導電
材の介在厚さは約２０mmであった。なお、炭素質導電材
８の炭素質詰粉には仮焼コークス粉と黒鉛粉末との混合
物を用い、仮焼コークス粉の混合割合を変えて電気比抵
抗値を調整した。なお、電気比抵抗値は常温（２５℃）
において粉体に単位面積当たり７kg/cm2の圧力を負荷し
た状態で電圧降下法により求めた値である。
【００１７】ついで、炉内に炭素質詰粉を充填して炭素
質成形体全体を被包したのち、両端部の水冷ターミナル
電極２から直流電流を送電した。送電後、図２のＣ点の
温度が１０００℃に到達した時点におけるＡ点およびＢ
点の温度を熱電対により測定した。その結果を、介在し
た炭素質詰粉（位置８、９）の電気比抵抗値を対比させ
て表１に示した。引き続き、通電発熱を継続し、温度３
０００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後における
ターミナル電極に隣接する炭素質成形体の縦割れ亀裂状
態を観察し、その結果を表１に併載した。
質成形体全体を被包したのち、両端部の水冷ターミナル
電極２から直流電流を送電した。送電後、図２のＣ点の
温度が１０００℃に到達した時点におけるＡ点およびＢ
点の温度を熱電対により測定した。その結果を、介在し
た炭素質詰粉（位置８、９）の電気比抵抗値を対比させ
て表１に示した。引き続き、通電発熱を継続し、温度３
０００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後における
ターミナル電極に隣接する炭素質成形体の縦割れ亀裂状
態を観察し、その結果を表１に併載した。
【００１８】
【表１】 〔表注〕(1) 「位置９」は図の符号９に介在した炭素質詰粉の常温で７kg/cm2負 荷時における電気比抵抗値である。 (2) 「位置８」は図の符号８に介在した炭素質詰粉の常温で７kg/cm2負 荷時における電気比抵抗値である。
【００１９】表１の結果から、水冷ターミナル電極２と
炭素質成形体７の対向端面間（位置８）に介在する炭素
質詰粉の電気比抵抗値を、炭素質成形体４〜７相互の対
向端面間（位置９）に介在した炭素質詰粉の３〜４倍の
範囲内とした実施例１、２においてＡ−Ｂ温度差が１６
０℃以下となり、Ａ点、Ｂ点およびＣ点の発熱温度が均
等化して黒鉛化処理後におけるターミナル電極２に隣接
する炭素質成形体７に縦割れ亀裂が発生しないことが認
められた。これに対し、比較例１では位置８と位置９に
介在する炭素質詰粉の電気比抵抗値が同一であり、また
比較例２では位置９に比べて位置８に介在した炭素質詰
粉の電気比抵抗値が極端に高いため、いずれもＡ−Ｂ温
度差が１６０℃を越え、黒鉛化処理後の炭素質成形体７
の縦割り亀裂が発生した。
炭素質成形体７の対向端面間（位置８）に介在する炭素
質詰粉の電気比抵抗値を、炭素質成形体４〜７相互の対
向端面間（位置９）に介在した炭素質詰粉の３〜４倍の
範囲内とした実施例１、２においてＡ−Ｂ温度差が１６
０℃以下となり、Ａ点、Ｂ点およびＣ点の発熱温度が均
等化して黒鉛化処理後におけるターミナル電極２に隣接
する炭素質成形体７に縦割れ亀裂が発生しないことが認
められた。これに対し、比較例１では位置８と位置９に
介在する炭素質詰粉の電気比抵抗値が同一であり、また
比較例２では位置９に比べて位置８に介在した炭素質詰
粉の電気比抵抗値が極端に高いため、いずれもＡ−Ｂ温
度差が１６０℃を越え、黒鉛化処理後の炭素質成形体７
の縦割り亀裂が発生した。
【００２０】実施例３〜４、比較例３〜４ 図１に示した構造の直接黒鉛化炉を用い、直径２４イン
チ、長さ２．４m の円柱形状を有する焼成済の炭素質成
形体を１０本直列に配置し、各炭素質成形体４〜７相互
の対向端面間には炭素質導電材９として電気比抵抗値
（常温）５．１μΩ・m の黒鉛質の板状スペーサー（板
厚20mm) を介在させ、水冷ターミナル電極２とこれに隣
接する炭素質成形体４、７の対向端面間には炭素質導電
材８として電気比抵抗値（常温）の異なる炭素質の板状
スペーサー (板厚20mm) を介在させ、端部から押圧して
各端面間を圧接した。炭素質導電材８の板状スぺーサー
には仮焼コークス粉と黒鉛粉末との捏合物を焼成して得
た表面平滑な円盤（直径24inch) 用い、仮焼コークス粉
の混合割合を変えて電気比抵抗値を調整した。なお、板
状スペーサー電気比抵抗値は常温（２５℃）においてＪ
ＩＳ Ｒ７２０２電圧降下法により求めた。
チ、長さ２．４m の円柱形状を有する焼成済の炭素質成
形体を１０本直列に配置し、各炭素質成形体４〜７相互
の対向端面間には炭素質導電材９として電気比抵抗値
（常温）５．１μΩ・m の黒鉛質の板状スペーサー（板
厚20mm) を介在させ、水冷ターミナル電極２とこれに隣
接する炭素質成形体４、７の対向端面間には炭素質導電
材８として電気比抵抗値（常温）の異なる炭素質の板状
スペーサー (板厚20mm) を介在させ、端部から押圧して
各端面間を圧接した。炭素質導電材８の板状スぺーサー
には仮焼コークス粉と黒鉛粉末との捏合物を焼成して得
た表面平滑な円盤（直径24inch) 用い、仮焼コークス粉
の混合割合を変えて電気比抵抗値を調整した。なお、板
状スペーサー電気比抵抗値は常温（２５℃）においてＪ
ＩＳ Ｒ７２０２電圧降下法により求めた。
【００２１】ついで、実施例１と同一条件で直流電力を
送電した。送電後、図２のＣ点の温度が８５０〜１００
０℃に到達した時点におけるＡ点およびＢ点の温度を熱
電対により測定した。その結果を、介在した炭素質板状
スペーサー（位置８、９）の電気比抵抗値を対比させて
表２に示した。引き続き、通電発熱を継続し、温度３０
００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後におけるタ
ーミナル電極に隣接する炭素質成形体の縦割れ亀裂状態
を観察し、その結果を表２に併載した。
送電した。送電後、図２のＣ点の温度が８５０〜１００
０℃に到達した時点におけるＡ点およびＢ点の温度を熱
電対により測定した。その結果を、介在した炭素質板状
スペーサー（位置８、９）の電気比抵抗値を対比させて
表２に示した。引き続き、通電発熱を継続し、温度３０
００℃で黒鉛化処理を行った。黒鉛化処理後におけるタ
ーミナル電極に隣接する炭素質成形体の縦割れ亀裂状態
を観察し、その結果を表２に併載した。
【００２２】
【表２】 〔表注〕(1) 「位置９」は図の符号９に介在した炭素質板状スペーサーの常温に おける電気比抵抗値である。 (2) 「位置８」は図の符号８に介在した炭素質板状スペーサーの常温に おける電気比抵抗値である。
【００２３】表２の結果から、水冷ターミナル電極２と
炭素質成形体７の対向端面間（位置８）に介在する炭素
質板状スペーサーの電気比抵抗値が、炭素質成形体４〜
７相互の対向端面間（位置９）に介在した炭素質板状ス
ペーサーの２〜２．５倍範囲内とした実施例１、２にお
いてＡ−Ｂ温度差が１６０℃以下となり、Ａ点、Ｂ点お
よびＣ点の発熱温度が均等化して黒鉛化処理後における
ターミナル電極２に隣接する炭素質成形体７に縦割れ亀
裂が発生しないことが認められた。これに対し、比較例
１では位置８と位置９に介在する炭素質板状スペーサー
の電気比抵抗値が同一であり、また比較例２では位置９
に比べて位置８に介在した炭素質板状スペーサーの電気
比抵抗値が極端に高いため、いずれもＡ−Ｂ温度差が１
６０℃を越え、黒鉛化処理後の炭素質成形体７の縦割り
亀裂が発生した。
炭素質成形体７の対向端面間（位置８）に介在する炭素
質板状スペーサーの電気比抵抗値が、炭素質成形体４〜
７相互の対向端面間（位置９）に介在した炭素質板状ス
ペーサーの２〜２．５倍範囲内とした実施例１、２にお
いてＡ−Ｂ温度差が１６０℃以下となり、Ａ点、Ｂ点お
よびＣ点の発熱温度が均等化して黒鉛化処理後における
ターミナル電極２に隣接する炭素質成形体７に縦割れ亀
裂が発生しないことが認められた。これに対し、比較例
１では位置８と位置９に介在する炭素質板状スペーサー
の電気比抵抗値が同一であり、また比較例２では位置９
に比べて位置８に介在した炭素質板状スペーサーの電気
比抵抗値が極端に高いため、いずれもＡ−Ｂ温度差が１
６０℃を越え、黒鉛化処理後の炭素質成形体７の縦割り
亀裂が発生した。
【００２４】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば多数本の
円柱状炭素質成形体を直列状態に配列して直接黒鉛化処
理を行うにあたり、水冷ターミナル電極とこれに隣接す
る炭素質成形体との対向端面間に、炭素質成形体相互の
対向端面間に介在する炭素質導電材よりも相対的に高い
電気比抵抗値を有する炭素質導電材を介在させることに
より、Ａ−Ｂ温度差は縦割り亀裂が発生することのない
１６０℃以下に保たれ、かつ炭素質成形体全体の発熱温
度分布も均等化する。
円柱状炭素質成形体を直列状態に配列して直接黒鉛化処
理を行うにあたり、水冷ターミナル電極とこれに隣接す
る炭素質成形体との対向端面間に、炭素質成形体相互の
対向端面間に介在する炭素質導電材よりも相対的に高い
電気比抵抗値を有する炭素質導電材を介在させることに
より、Ａ−Ｂ温度差は縦割り亀裂が発生することのない
１６０℃以下に保たれ、かつ炭素質成形体全体の発熱温
度分布も均等化する。
【００２５】上記の作用効果は、炭素質導電材を炭素質
の詰粉とした場合に、水冷ターミナル電極と炭素質成形
体の対向端面間に介在する炭素質詰粉の電気比抵抗値
を、炭素質成形体相互の対向端面間に介在するそれの３
〜４倍範囲とし、また炭素質導電材を炭素質の板状スペ
ーサーとした場合には、水冷ターミナル電極と炭素質成
形体の対向端面間に介在する炭素質詰粉の電気比抵抗値
を、炭素質成形体相互の対向端面間に介在するそれの２
〜２．５倍範囲とすることにより、一層有効に達成さ
れ、両端部の炭素質成形体はもとより、全ての炭素質成
形体に亀裂や破損等の材質欠陥現象を生じることなく、
常に歩留りのよく黒鉛化処理を行うことが可能となる。
したがって、特に直径２４インチ以上の大型黒鉛電極の
黒鉛化工程に適用して極めて有用である。
の詰粉とした場合に、水冷ターミナル電極と炭素質成形
体の対向端面間に介在する炭素質詰粉の電気比抵抗値
を、炭素質成形体相互の対向端面間に介在するそれの３
〜４倍範囲とし、また炭素質導電材を炭素質の板状スペ
ーサーとした場合には、水冷ターミナル電極と炭素質成
形体の対向端面間に介在する炭素質詰粉の電気比抵抗値
を、炭素質成形体相互の対向端面間に介在するそれの２
〜２．５倍範囲とすることにより、一層有効に達成さ
れ、両端部の炭素質成形体はもとより、全ての炭素質成
形体に亀裂や破損等の材質欠陥現象を生じることなく、
常に歩留りのよく黒鉛化処理を行うことが可能となる。
したがって、特に直径２４インチ以上の大型黒鉛電極の
黒鉛化工程に適用して極めて有用である。
【図１】本発明に使用する直接黒鉛化炉を例示した説明
図（平断面略図）である。
図（平断面略図）である。
【図２】図１の部分拡大説明図である。
１ 炉体 ２ 水冷ターミナル電極 ３ 直流電源 ４ 炭素質成形体 ５ 炭素質成形体 ６ 炭素質成形体 ７ 炭素質成形体 ８ 炭素質導電材 ９ 炭素質導電材 10 炭素質詰粉 11 縦割り亀裂
Claims (4)
- 【請求項１】 多数本の円柱状炭素質成形体を相互の対
向端面間に炭素質導電材を介在させて長尺黒鉛化炉内に
直列状態で配列し、端部を水冷ターミナル電極から通電
して炭素質成形体をジュール発熱させる直接黒鉛化法に
おいて、水冷ターミナル電極と炭素質成形体の対向端面
間に、炭素質成形体相互の対向端面間に介在する炭素質
導電材よりも相対的に高い電気比抵抗値を有する炭素質
導電材を介在させることを特徴とする炭素質成形体の黒
鉛化方法。 - 【請求項２】 炭素質導電材が炭素質の詰粉であり、水
冷ターミナル電極と炭素質成形体の対向端面間に、炭素
質成形体相互の対向端面間に介在する炭素質導電材に比
べて３〜４倍に相当する電気比抵抗値（常温）の炭素質
導電材を介在させる請求項１記載の炭素質成形体の黒鉛
化方法。 - 【請求項３】 炭素質導電材が炭素質の板状スペーサー
であり、水冷ターミナル電極と炭素質成形体の対向端面
間に、炭素質成形体相互の対向端面間に介在する炭素質
導電材に比べて２〜２．５倍に相当する電気比抵抗値
（常温）の炭素質導電材を介在させる請求項１記載の炭
素質成形体の黒鉛化方法。 - 【請求項４】 水冷ターミナル電極と炭素質導電材を介
して隣接する炭素質成形体の端面における断面中心部と
外周部との温度差が１６０℃以下になる条件で黒鉛化処
理する請求項１、２又は３記載の炭素質成形体の黒鉛化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056936A JPH09227232A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 炭素質成形体の黒鉛化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056936A JPH09227232A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 炭素質成形体の黒鉛化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227232A true JPH09227232A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=13041419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056936A Pending JPH09227232A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 炭素質成形体の黒鉛化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09227232A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005538017A (ja) * | 2002-08-27 | 2005-12-15 | ユーカー、カーボン、カンパニー、インコーポレーテッド | 炭素電極の製造法 |
| CN108083271A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-29 | 中国平煤神马集团开封炭素有限公司 | 一种超细颗粒人造石墨石墨化工艺及石墨化炉 |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP8056936A patent/JPH09227232A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005538017A (ja) * | 2002-08-27 | 2005-12-15 | ユーカー、カーボン、カンパニー、インコーポレーテッド | 炭素電極の製造法 |
| JP4668615B2 (ja) * | 2002-08-27 | 2011-04-13 | グラフテック インターナショナル ホールディングス インコーポレーテッド | 炭素電極の製造法 |
| CN108083271A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-29 | 中国平煤神马集团开封炭素有限公司 | 一种超细颗粒人造石墨石墨化工艺及石墨化炉 |
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Legal Events
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050930 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051122 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060818 |