PL112209B2 - Process for the production of graphite material - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób wytwarzania two¬ rzywa grafitowego o duzej gestosci i wytrzymalosci mechanicznej oraz niskim oporze wlasciwym.Znane jest wytwarzanie wyrobów wysokowytrzyma¬ lych polegajace na wstepnym uszlachetnianiu surowca w procesie obróbki termicznej w piecach kalcynacyjnych, rozdrobnieniu, wymieszaniu z lepiszczem, wypaleniu, nastepnie nasyceniu, ponownym wypaleniu i grafityza- rii Proces ten jest czasowo bardzo dlugi i pracochlonny.Sposoby eliminujace proces kalcynacji i impregnacji zakladaja stosowanie jako lepiszcza paku weglowego, zywicy fenolowej, epoksydowej lub nienasyconej zywicy poliestrowej - patent niemiecki 2 165 029. Natomiast w artykule angielskiem Weweka E.M.Dickinson J.M. - „Zastosowanie lepiszczy zywiczno-furfurylowo-alko- holowych spolimeryzowanych za pomoca tlenku glino¬ wego do produkcji grafitu"—przeanalizowano mozli¬ wosc zastosowania jako lepiszcza dla grafitu — dwóch rodzajów zywic furfurylowo — alkoholowych spolirnery- zowanych przy pomocy tlenku glinowego.W przykladach podanych w opisie patentowym Republiki Federalnej Niemiec Nr 1671079 przedstawio¬ no metode otrzymywania tworzyw grafitowych z zastosowaniemjako lepiszcza mieszaniny oskladzie 90% paku weglowego i 10% zywicy epoksydowej. Mozna równiez zastosowac dodatek epichlorhydryny. Zastoso¬ wanie do produkcji koksów niekalcynowanych stwarza dosc duze problemy juz w procesie prasowania jak równiez podczas obróbki termicznej tworzywa.Proces prasowania wymaga dobrania odpowiednich parametrów takich jak granulacja koksu, ilosc lepiszcza warunkujaca zawartosc czesci lotnych w mieszance oraz bardzo istotnego cisnienia prasowania ze wzgledu na kruchosc i porowatosc tworzywa.Wazna role w mieszance koksowo-pakowej odgrywa lepkosc masy. Pak posiada strukture tiksotro-powa, tzn. zmniejsza swoja lepkosc przy wzroscie intensywnosci mechanicznego dzialania. Tlumaczy to zmniejszenie sie lepkosci ukladu koksowo-pakowego przy wzroscie cisnienia prasowania. Gwaltowne zwiekszenie cisnienia prasowania powoduje pojawienie sie w wypraskach mikropekniec i rozwarstwien. Obróbka cieplna tworzy¬ wa na koksach niekalcynowanych jest równiez znacznie trudniejsza w porównaniu z tworzywami tradycyjnymi, tj. na koksach kalcynowanych.Znane sposoby wytwarzania tworzyw graficznych z koksu niekalcynowanego zakladaja stosowanie koksu o uziarnieniu maksymalnym 0,2 mm i odpowiedniego rodzaju lepiszcza, ponadto wyroby te prasuje sie blokowo stosujac wysokie cisnienie 196133-294199,5 kN/m2 (patent polski 79367, Zbiornik trudów VII, V, materialy II Sympozjum przemyslu elektrodowego 1968 r.).Tak wyprasowane wyroby charakteryzuja sie duzym ciezarem objetosciowym i duza wytrzymaloscia mechani¬ czna oraz niska opornoscia wlasciwa. Sposób ten mozna stosowac jedynie przy otrzymywaniu ksztaltek o maksymalnej wysokosci 50-60 mm. Tworzywo praso¬ wane blokowo posiada wlasnosci izotropowe, co3 112 209 4 uniemozliwia jego zastosowanie do produkcji elektrod i zlacz. Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania tworz\wa grafitowego z koksów niekalcynowanych polega na zmieleniu, rozsortowaniu i wymieszaniu z lepiszczem koksów niekalcynowanych o zawartosci czesci lotnych powyzej 3% wagowych i wilgoci maksymalnie 1% wagowych. Koks niekalcynowany zawiera trakcje 1-0,3 mm w ilosci 40-60% wagowych.Wyroby fromuje sie na prasach przelotowych, wypala w temperaturze 1273-1573 K i grafityzuje w temperaturze 2773-3273 K.Sposobem wedlug wynalazku mozna otrzymac wyroby o duzej anizotropii, maksymalnej wysokosci powyzej 200 mm bez rozwarstwien i inn\ch defektów o nastepujac) eh parametrach; wytrzymalosc na zgi¬ nanie (kN/m:) - 19613,3 - 24516,6 opór wlasciwy (dm) 6 • I0~6 ciezar objetosciowy (kg/nr) 1,6 • 103 - 1,72 • 103 Przyklad. Koks naftowy o zawartosci czesci lotnych 6% i granulacji 1 - 0,3mm - 45% wagowych 0.3 - 0.06mm - 40% wagowych ponizej 0,06mm - 15% wagowych miesza sie z lepiszczem (pak 90% wagowych + olej antracenowy 10% wagowych) w ilosci 30% wagowych w stosunku do mieszaniny.Proces mieszania prowadzi sie przez 1 godzine w temperaturze 383-388 K.Sporzadzona mase elektrodowa ugniata sie przez 2700 sekund w gniotowniku, a nastepnie z przygotowanego ciasta elektrodowego ubija naboje, które po ogrzaniu wyprasowane sa na prasie przelotowej o wylocid2 88 mm pod cisnieniem 3922,66-5883,99 kN/m:. Wyprasowane walki wypala sie. zasypujac je zasypka koksowa o grubosci warstwy minimum 200-250mm, a temperaturze 1373 K i grafityzuje w temperaturze 2873 K.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tworzywa grafitowego z koksów niekalcynowanych o zawartosci czesci lotnych powyzej 3% wagowych i zawartosci wilgoci maksymalnie 1% wagowych, polegajacy na zmieleniu, rozsortowaniu, wymieszaniu z lepiszczem, uformowaniu, wypaleniu w temperaturze 1273-1573 K i zgrafityzowaniu w tempera¬ turze 2773-3273 K, znamienny tyra, ze stosuje sie koks niekalcynowany zawierajacy frakcje 1-0,3 mm w ilosci 40-60% wagowych.Prac. Poligr. UP PRL. Naklad 120 + 18 egz.Cena 45 zl. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tworzywa grafitowego z koksów niekalcynowanych o zawartosci czesci lotnych powyzej 3% wagowych i zawartosci wilgoci maksymalnie 1% wagowych, polegajacy na zmieleniu, rozsortowaniu, wymieszaniu z lepiszczem, uformowaniu, wypaleniu w temperaturze 1273-1573 K i zgrafityzowaniu w tempera¬ turze 2773-3273 K, znamienny tyra, ze stosuje sie koks niekalcynowany zawierajacy frakcje 1-0,3 mm w ilosci 40-60% wagowych. Prac. Poligr. UP PRL. Naklad 120 + 18 egz. Cena 45 zl. PL