JPS6114111A - 黒鉛成形体用コ−クスの製造法 - 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】 本発明拡黒鉛成形体用コークスの製造法に関するもので
、より詳しくは耐熱衝撃性が＾好で、しかも不可逆膨張
の抑制された黒鉛成形体を与えるような黒鉛成形′体用
コークスの製造法に関するものである。

黒鉛電極等の原料骨材である黒鉛成形体用コークスとし
ては、従来より重質炭化水素原料をコークス化して得ら
れるコークス、工業的にはディレートコ−キング法によ
り得られるコークスが一般的に使用され工いるが、これ
により得られたコークスは一般に生コークスと称され、
数−の揮発分を含有している。この生コークスを、揮発
分含量、真比重および気孔量等の黒鉛成形体用コークス
として必要な物性の調整のため、通常１０００〜ｔｚｏ
ｏｃの温度範囲で仮焼し、黒鉛成形体用コークスとし、
次いでこれを粉砕し、粒度調整を行なった後、通量の粘
結剤を加え１１合し成形を行な論、焼成６理および黒鉛
化処理を行なうことＫより黒鉛成形体が製造される。

このようにして製造される黒鉛成形体の代表的なものと
して人造黒鉛電極があるが、人造黒鉛電極においては、
近年電極使用条件の過酷化に伴い耐熱衝撃性が良好であ
ること、すなわち熱膨張係数（ＣＴＥ）が極めて低＾こ
とが要求されており、このような特性を満足するため人
造黒鉛電極の原料骨材である黒鉛成形体用コークスもい
わゆる針状構造あるいは流れ構造の発達したものが要求
されてきた。

一方、人造黒鉛電極の製造方法においても省エネルギー
の観点から大電力を消費する黒鉛化工程を急速黒鉛化す
ることＫより電力消費の低減化を図っている。

しかしながらかかる黒鉛化工程、特に１１７００℃以上
の温度においては、処理工程の際にしばしば急激な不可
逆膨張、いわゆるバッフィングを生じることがあるが、
特に急速黒鉛化においてはこの傾向が著しく、その為に
製品歩留の低下、品質の低下等の問題を生じている。

バッフィングが発生する原因はコークス中のイオウ等の
へテロ原子が黒鉛化工程において急激に逸散するためで
あるとか、結晶性の良い、針状構造の良く発達したコー
クスはど黒鉛成形体を製造する黒鉛化工程でバッフィン
グが発生する傾向があるので単にイオウ等の含有量のみ
に依存するものではなく、原料骨材のコークス組織と密
接な関係があるとか種々推定されているが、未だ充分圧
は解明されるに至っていない＠本発明者等はかかるバッ
フィング現象ｔｖ防止もしくは低減を図るべく鋭意検討
した結果、この現象の発生機構はともかくとして、黒鉛
成形体用コークスを製造する際の仮焼処理の際にある特
定要件を付加するととＫより、バッフィングの発生を抑
制できること、特忙針状構造の良く発達したコークスの
場合でもそうであることを見い出し１本発明に到達した
。

すなわち、本発明の目的は針状構造の養〈発達した、し
かしながら黒鉛化工程でのバッフィングの発生を低減す
るような黒鉛成形体用コークスを得るものであって、そ
の目的は炭素質原料油をコークス化して得られる主コー
クスを仮焼処理して黒鉛成形体用コークスを製造する際
よ、□ｍｉ１．□□１□ヶ５ＣＡ　　　％により達成さ
れる。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明で使用される炭素質原料は、縮合環状芳香族化合
物を含む炭化水素物質であり、具体的にハ、コールター
ル、コールタールピッチ、石炭液化物、オイルガスター
ル、石油タールあるいはこれらの混合物等が挙げられる
が、゛操作性等により好ましくはコールタール、軟コー
ルタールピッチが選ばれる。これらの炭素質原料は、一
般にキノリンネ溶分（Ｑ、１．）を含有しているので、
例えば特開昭３−１−２：！；０／号公報に示されてい
るように、特定の溶剤で処理することによりＱ、　１．
’ｉｉ予め除去しておくことが望ましい。

このような炭素質原料を常法に従いディレートコ−カー
にてコークス化を行なう。例えば、上記炭素質原料とリ
サイクルオイルを予めダｇ。

〜５５０℃程度に加熱しておき、これをコークドラムに
供給し、その温度でｌ−〜３６時間コークス化を行ない
、生コークスを得る。

得られた生コークスは通常３〜ｇ、チの揮発分を含んで
いる。

この生コークス線次いでロータリーキルン、ロータリー
ハース等にて仮焼される。仮焼処理帯域内では通常重油
、ＣＯＧ等を燃料として空気とともに吹き込み、燃焼さ
せるが、これら燃料の燃焼以外に生コークス中に含有さ
せる揮発分の燃焼により、仮焼処理帯域内は通常十数！
ｏｆ　’ｌｌｔ以下程度の水蒸気濃度となっているが、
この種度の水蒸気濃度では本発明の目的を達成するに拡
充分でなく、更に水蒸気を供給する必要がある。

通常、仮焼処理帯域内における気相中の水蒸気濃度が一
θ〜６Ｑ　ｖｏ１％、好ましくは３０〜！ｒ　Ｏｖｏ１
％となるように水蒸気を供給するのがよい。

一般に、水蒸気濃度が高いほどバッフィングの発生を低
減する効果があるが、あまり高濃度となると操作、熱損
失、コークス歩留等に問題を生じ、またコークス強度等
のコークス特性も低下するので好ましくない。

また本発明において仮焼処理帯域内に水蒸気を供給する
態様としては、仮焼処理時に水蒸気を連、続的または間
欠−的に供給するかあるいは予め水蒸気を仮焼処理帯域
内に供給した後に仮焼処理を行なうこと等を挙げること
ができるが、好ましくは仮焼処理帯域内における気相中
の水蒸気濃度が均一になるように水蒸気を供給す鬼もの
である。仮焼処理におけるその他の命件は通常の処理条
件を採用すれば良く、例えば温度は約１ｏｏｏ〜／１，
００Ｑ、時間は１０分〜６時間程度の範囲から場合に応
じて適宜選択される。

得られた黒鉛成形体用コークスを粉砕し、粒度調整を行
ない、次いで粘結剤と混合推合し成形する。

この成形物＠ｇｏｏ〜１ｏｏｏｃｏ温度で焼成し、更に
２５００〜３０００℃の温度で黒鉛化処理をすることに
より、目的の耐熱衝撃性の優れた黒鉛成形体が得られる
。

本発明の方法で得られた黒鉛成形体用コークスを用いる
ことにより、黒鉛化工程で発生するバッフィングを効果
的に抑制することができるが、この原因にりいては十分
明らかではないものの、黒鉛成形体用コークスを製造す
る際の仮焼処理帯域内゛に水蒸気を供給することＫより
、仮焼処理帯域内に存在する水蒸気とコークスとのガス
化反応により、コークスに多数の微細気孔が生成し、こ
の微細気孔が黒鉛化工程での発生ガスないしは発生応力
の緩衝作用を有し、バッフィングの発生が低減するもの
と推定される。

Ａずれにせよ、バッフィングの発生は通常数−程度の低
い水準ではあるが、製品としての黒鉛成形体は時間と工
程数を経由し、しかも高度にエネルギーを消費して製造
されるのでその損失率は極めて重大であり、それを僅か
でも改善し得ることは多大の工業的有利性を実現するこ
とになるので、バッフィングを抑制し、ひいては工、。

工ゎｉ□５５．−〇カ　　１′ 法は技術水準の進歩に大きく寄与するものである。

以下実施例により本発明をより具体的に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、下記の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例／〜３ コールタールと灯油（Ｂ、Ｍ、Ｃ，１，値：ｌデ）を／
　：　０．！；の割合で混合し、？ＯＣの加熱下で静置
沈降、分離し、Ｑ、１．の含有液がθ、／重量％以下の
炭素質原料を得、次いで得られた炭素質原料とリサイク
ルオイルを予め約ｚｏｏｃ程度に加熱しておき、コーク
ドラムに供給し、コダ時間コークス化し生コークスを得
る。

得られた生コークスを電気炉において第１表に記載した
各水蒸気濃度の条件で１１００℃、を時間仮Ｉｎ行ない
、黒鉛成形体用コークスを製造する。

この黒鉛成形体用コークスを粉砕し、篩分（２００メツ
シユ）により篩上コークス７０％、篩下コークス３０％
を混合して粒度調整を行ない、この７００部に対してバ
インダーピッチ（軟化点９コＣ）３０部を混合し、加熱
才髪合したのち、モールド成形し１０００℃で一時間焼
成した。

得られた焼成物から直径ｓｏｗｎ、長さｇｇｔｍのテス
トピースを採取し、２６！ｔＯｃ、−０分間の条件で黒
鉛化処理を行な込、バッフィングの発生率を欄定した。

この結果を第１表に示した。第１表から明らかなように
水蒸気濃度が高くなるに従い、黒鉛成形体用コークスの
気孔量が増加しており、気孔量の増加に伴ない黒鉛化工
程におけるバッフィングの発生が低減している。

なお、黒鉛成形用コークスの気孔量の測定扛水銀圧入法
で行なった。

比較例／ 実施例１〜３で用いたものと同様の生コークスを窒素置
換された電気炉中に導入し、１１００℃で弘時間仮焼し
た。

以下実施例７〜３と同様にして黒鉛化処理を行ない、バ
ッフィングの発生率を測定した。

その結果を第１表に示した。

第　　ｌ　　表 実施例弘〜Ｓ 実施例１〜３で用＾たものと同様の生コークスｆ　ハロ
ットロータリーキルンにて１３００℃、一時間の条件で
水蒸気を導入することにより第１表に示した水蒸気濃度
とし仮焼処理を行ない、黒鉛成形体用コークスを得た。

この黒鉛成形体用コークスを粉砕し、篩分（コＯＯ゛メ
ツシュ）忙より、篩上コークス７０チ、篩下コークス３
０％を混合して粒度調ＪＩを行ないこの７００部に対し
てバインダーピッチ（軟化点デコ℃）ｆ：３０部混合し
、加熱才１合したのち、押出成形し、１０θ０Ｃで１時
間焼成した。得られた焼成物を直径−０１１ｍ、長さｉ
ｏ。

■のテストピースを採取し、２ｇ００℃、３０−の条件
で黒鉛化処理を行ない、バッフィングの発生率を測定し
た。この結果を第２表に示したＯ 比較例コ 実施例／〜３で用いたものと同様の生コークスをパイロ
ットロータリーキルンによｒ）　ｉａｏ。

℃％一時間の条件で水蒸気を導入することなく第２表に
示した水蒸気濃度で仮焼処理上行ない黒鉛成形体用コー
クスを得た。これを実施例弘〜Ｓと同様圧して黒鉛化処
理を行ない、バッフィングの発生率を測定した。

その結果を第１表に示した・ 第λ表

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素質原料をコークス化して得られる生コークス
   を仮焼処理して黒鉛成形体用コークスを製造する際に、
   仮焼処理帯域内に水蒸気を供給して該仮焼処理を行なう
   ことを特徴とする黒鉛成形体用コークスの製造法。
2. （２）仮焼処理帯域内における気相中の水蒸気濃度が２
   ０〜６０ｖｏｌ％となるように水蒸気を供給して仮焼処
   理を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の黒鉛成形体用コークスの製造法。