JPS60137810A - 長尺炭素材の連続的製造方法 - 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 本発明は長尺炭素材（ｅｌｏｎｇａｔｅｄ　ｃａｒｂｏ
ｎ　ｂｏｄｉｅｓ）の連続的製造法に関する。本発明の
方法は電熱溶解炉用の炭素電極の製造用に特に有用であ
るが。

たとえばアルミニウムの製造用電解槽における内張りブ
ロック及び陰極部材のような他の長尺炭素材の製造にも
使用し得るものである。本発明の方法は電極全電熱溶解
炉の上方で製造できそしてそれを連続的に該溶解炉中に
下降せしめ得るという意味で電熱溶解炉に直接関連して
使用し得るものである。他方、予め焼成された電極の個
々の部材を電熱溶解炉の外部で製造しそしてその後に溶
解炉中で電極カラム上に載置することもできる。

電熱溶解炉中で直接炭素電極を連続的に製造することは
ノルウェー特許第１１Ａり、≠！／号明細瞥に記載され
て既に知られている。該ノルウェー特許明細書によれば
、電極は作動電流全電極に導通する電極ホルダーの上方
の帯域で未焼成の電極ペーストに熱エネルギーを供給す
ることによって製造される。この方法では電極ペースト
は内部にリゾをもたない鋼製ケーシングに装入してから
焼成帯域に下降せしめるか又はノぐ一マネントケーシン
グを通じて電極を滑入させる。しかしながら該ノルウェ
ー特許明細書記載の方法は多くの不利益及び難点を有す
る。たとえば、この方法では十分に平滑な表面をもつ電
極全製造することはきわめて困難である。電極を焼成す
る際、電極ペーストからガスが発生し、その結果電極の
表面とケーシングとの簡に種々の大きさの空所又は孔が
生ずる。

さらに、ケーシングと電極表面との間にすすの層が析出
し、これがさらに電極表面の品質を損なう。

電極上のこれらの表面欠陥は、電極が溶解炉に使用され
るに際し１作動電流を電極に導通すべき場合に接触クラ
ンプと電極の表面間に良好な電気的接触を達成するのを
困難にする。電極表面と接触クランプとの間にアーク放
電が生起する危険が存在する。か＼るアーク放電は接触
クランプの損傷の原因となる。接触クランプの交換は溶
解炉の長期の停止時間及びそれによる生産量の減少全意
味する。

最後に、ノルウェー特許第７≠２．≠ｓｉ号明細書に開
示される方法に必要なエネ）ｖギー消費螢は高い。電極
の焼成に必要な全エネルギーは外部供給源から焼成炉に
供給されなければならない。

問題点を解決するための手段１作用及び効果本発明によ
れば、従来既知の方法の不利益及び欠点を克服した長尺
炭素材の連続的製造法が提供される。

したがって本発明は、未焼成の炭素質１！極ペースト（
ｒ−充填したケーシング全、外部エネルギーのに均一な
断面ｋｌｊする長尺炭素材の連続的製造方法に関するも
のである；上記ケーシングは孔會設けられており、電極
ペーストｉ加熱したときに発生するガスはケーシング中
の上記の孔を通過して焼成炉内に流入する。上記方法に
おいては電極ペーストから発生するガスを燃焼させるの
に十分な債の空気を焼成炉に供給し、−！た。焼成炉に
供給される外部エネルギー全調節して、焼成炉内の温度
ｆ７００−／３００′ｃ、好ましくはり００〜１１００
℃に保持する。本発明のその他の態様は以下の説明から
明らかになるであろう。

本発明の方法を図面全参照しながら更に説明する。

図面には焼成炉ｌが略図で示されており、この焼成炉に
は外部エネルギーを電気抵抗加ＰＡ器、誘導加熱器、ガ
スバーナーまたはオイルバーナーにより供給し得る。

製造されるべき長尺炭素材／の外部断面と同一の内部断
面を有する電極ゲージングλ中に未焼成電極ペースト３
全焼成炉の上部帯域で供給する。

３ａは未焼底電行ペーストと焼成炭素材との間の境界を
示している。炭素材とケーシング中は、焼成炉の頂部と
底部とにクリアランスがあるので。

焼成炉グ内を自由に移動し得る。このクリアランスは！
およびｔで示されている。燃焼用空気全７から導入しそ
して電極ケーシング−の孔から流出するガスラミ極ケー
シング２と焼成炉グにより形成される燃焼室を内で燃焼
させる。燃焼ガスは燃焼室ｒからスロットＩＯおよびガ
ス排出チャンネルタを経て吸引し、排出させる。焼成炉
グにおいては、温度ｆ７００〜／、３００℃に保持しな
がら。

未焼成電極ペーストを焼成して硬質炭素材にする。

原料Ｎ極ペーストが焼成されたとき、電極ペーストを収
容しているケーシングは焼成炉内を連続的にまたは実質
的に連続的に下降させる。ケーシングが焼成炉を通過し
て下降したとき、新しいケーシングセクション′ｆｒ＃
のケーシングの頂部に溶接しそして未焼成電極ペースト
ラ新しいケーシングセクションに充填する。

電極ペーストラ焼成炉内で加熱した際に、電極ペースト
中に可燃性ガスが発生する。ケーシングを実質的に一定
の速度で焼成炉内を下降させた場合には、ガスの発生も
実質的に−Ｔとなるであろう。

本発明によれば、電極ケーシングとしてイイ孔ケーシン
グが使用される。それによって、電極ペース）ｋ加熱し
た際に発生するガス（焼成ガス）はケーシング中の孔を
通過して、ガスが発生する速度と実質的に同一の速度で
焼成炉中に流入するであろう。それによって、ケーシン
グと焼成炭素材との間でのガスの滞留（ｔｒａｐｐｉｎ
ｇ）が防止される。

その結果。ガスポケットの発生と炭素材表面での炭素層
の形成とが防止されるので、非常に平滑でかつ清浄な表
面を有する焼成炭素材が得られる。

炭素材を電熱溶解炉内での電極として使用すべき場合に
は、電極の表面が極めて平滑であることが重要である。

粗い表面は電極と接触クランプとの間の電気的接触を不
良にし従ってアーク放電が発生する危険を生ずる。アー
ク放電は前述したごとく接触クランプの損傷の原因とな
る。

本発明によれば、焼成炉に流入するガス（焼成ガス）　
ｌｄ焼成炉内の温度を所望の水準に保持するのに必要な
エネルギーの少なくとも一部を発生させるのに利用され
る。燃焼用空気は焼成ガス（ｂａｋｉｎｇ　ｇａｓ）の
完全な燃焼に必要な量で焼成炉に供給される。その結果
、外部供給源から焼成炉に供給【７なければならないエ
ネルギーの量は、従来法において必要とされる量より非
常に少ないものになるであろう。焼成速度が十分に大き
い場合には、炭素材の焼成に必要なエネルギーの全てを
。

焼成ガスの燃焼によって供給することさえ可能である。

穿孔度が、２！係以下のケーシング全使用することが好
ましい。穿孔度が０．／〜！係であることが！侍に好オ
しい。Ｎ穿孔度／／　（’　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｐｅ
ｒｆｏｒ−ａｔｉｏｌりという用語は、ケーシングの全
表面積に対する。ケーシング中に穿設された孔の合計面
積の割合ケチで表わしたものと理解される。

焼成炉内での炭素材の点在的酸化（ｐｏｉｎｔ　ｏｘｉ
ｄ−ａｊｉｏｎ）と電極ペーストの余りに多い漏洩を防
止するために、ケーシング中の個々の孔はｏ、夕〜１０
簡の直径を有することが好ましい。−〜弘簡の直径が特
に好ましい。ケーシング中の孔は任意の幾何学的形状１
例えば円形、正方形、長方形等であシ得る。

本発明の一実施態様においては、ケーシング中の孔を、
当初、、２Ｊ−（：ｌ〜りｏｏ℃の温度で溶融または燃
焼して消失する材料により被覆する。これは個々の孔を
封鎖するがまたはケーシングの内側に例えば薄い箔のご
とき材料を設けることにより行い得る。くぼみ（ｒｅｃ
ｅｓｓ）中に残留する材料が焼成炉内での加熱に耐える
のに十分な厚さのものでない場合には、ケーシング中に
くぼみを打抜き（ｐｒｅｓｓ）または穿孔（ｄｒｉｆｔ
またばｄｒｉｌｌ）により形成させることもできる。つ
いでケーシングが焼成炉内に進入したときに、初めて孔
を開口させる。

この方法によって未焼成電極ペーストまたはバインダー
の漏洩が防止されるであろう。更に、焼成炉の頂部付近
で発生した焼成ガスは、このガスがケーシングの開口か
ら流出する前に下方に押し流されるであろう。その結！
ｉｉ！：ｈ上記焼成ガスが高温で分解されて炭素を生成
しこの炭素により炭素材中の孔が充満され、それによっ
て炭素材の密度と強度が増大するので、炭素材の品質が
改善される。

本発明の方法により製造された長尺炭素材は焼成炉の下
方に設置された電熱溶解炉中で直接使用することができ
。あるいはこの炭素材を適当な長さに切断して他の種類
の長尺炭素材製品全製造することができる。長尺炭素材
全焼成炉の下方に設置された加熱炉中で電極として使用
する場会には。

ケーシングを炭素材が十分に焼成されている焼成炉の下
方部で除去し得る。従って本発明の方法により製造され
た炭素材はケーシング材料１例えば鋼が製品中に混入す
ることのある金属または会合の溶融を行うための加熱炉
内で連続電極として使用し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は未焼成電極ペーストから長尺炭素材全連続的に製
造するための装置を示す。図面においてｌ・・・長尺炭
素材、−・・・電極ケーシング、３・・・未焼成電極ペ
ースト、μ・・・焼成炉、！、ｔ・・・クリアランス、
ｔ・・・熱焼室 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｚ　未焼成炭素質電極ペーストとバインダーとを充填し
   たケーシングを外部からエネルギーを供給されている焼
   成炉中に徐々にかつ連続的にまたは実質的に連続的に下
   降させることにより、実質的に均一な断面金有する長尺
   炭素材全製造する方法において、有孔ケーシングを使用
   しそれによって、電極ペース）Ｔｈ加熱した際に発生し
   たガス（焼成ガス）をケーシングの孔を経て焼成炉中に
   流入させるとと；空気を、電極ペーストから焼成炉中に
   流入するガスの燃焼に必要なｉ、ｇ８成炉に供給するこ
   と；および焼成炉に外部から供給されるエネルギーの量
   を下記のごとく調節すること。 すなわち、外部から供給されるエネルギーと前記焼成ガ
   スの燃焼により発生するエネルギーとの曾計量が焼成炉
   内の温度を７００〜ｉ、ｉｏｏ℃に保持するのに十分な
   量となるように調節すること全特徴とする。長尺炭素材
   の連、続的製造方法。 ２　焼成炉の温度をり００〜１１００℃に保持する。特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　ケーシングは、２ｊ％以下の穿孔度を有する。 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 グ　ケーシングは０．／〜！優の穿孔度をゼする。 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法
   。 タ　ケーシング中の個々の孔はれ３〜１０潤の直径を有
   する。特許請求の範囲第１項〜第を項のいずれかに記載
   の方法。 ２　ケーシング中の個々の孔はコ、Ｏ−４を閤の直径を
   有する。特許請求の範囲第１項〜第才項のいずれかに記
   載の方法。 Ｚ　ケーシング中の孔を、最初、　、２１０〜２００℃
   の温度で溶融または燃焼して消失する材料によシ被覆す
   る１％許請求の範囲第１項〜第を項のいずれかに記載の
   方法。 Ｌ　ケーシング中の死金ケーシング層の全体に貫通させ
   ず、ケーシング材料の残留層を、焼成炉の温度に暴露し
   た際に溶融させる。特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 乞　ケーシングは焼成長尺炭素材から焼成炉の下方で除
   去する。特許請求の範囲第７項記載の方法。