Opis patentowy opublikowano: 88 05 10 141904 Int. Cl4 C10C 3/06 Twórca wynalaaku v—~«——*± Uprawniony % patentu: Riltgerswerke AktiengeseUschaft, Frankfurt n/Menem (Republika Federalna Niemiec) Sposób wytwarzania lepigzcia elektrodowego Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania lepisz- <»a elektrodowego z produktów pochodzacych ze smoly z wegla kamiennego. Do wytwarzania ksztal¬ tek weglowych Jak np. elektrod weglowyeh i gra¬ fitowych z koksów specjalnych potrzebne jest le¬ piszcze dajace sie koksowac. Do tego celu stosu¬ je sie korzystnie lepiszcze pochodzace ze smoly z wegla kamiennego.Wymagania w odniesieniu do lepiszcz elektrodo¬ wych z uplywem ozasu znacznie wzrosly. O ile poczatkowo przypisywano szczególne znaczenie przede wszystkim wysokiej pozstalosci po kokso¬ waniu, to pózniej jakosci lepiszcza dopatrywano sie oprócz tego w wysokiej zawartosci ^J-zywic, róznicy miedzy czescia nierozpuszczalna w toluenie (TI) i nierozpuszczalna w chinolinie (QI).Znaczenie czesci nierozpuszczalnej w chinolinie (QI) oceniano w przeszlosci róznie, Nalezy je roz¬ patrywac w zwiazku z kazdorazowym stanem tech¬ niki produkcji elektrod i anod, Rozpoznano juz wczesniej, 2e pozostalosc po kok¬ sowaniu paku twardego mozna zwiekszyc przez termiozna obróbke nastepcza w dolaczeniu do de¬ stylacji. Poniewaz wprost pozostalosci koksowania prowadzil równiez jednoczesnie do zwiekszenia czesci nierozpuszczalnych (QI, TI), zaproponowano odlozenie destylowanych pod zmniejszonym cisnie¬ niem paków twardych g wytOkowTzacymi olejami smolowymi opis patentowy RFN nr 1182 247.Po rozpoznaniu znaczenia ^-zywic dla zdoinos- 10 15 30 ci wiazania dazono do uzyskania lepiszcza o wy¬ sokiej zawartosci ^-zywic, ale o niewielkiej zawar¬ tosci QI. W opisie patentowym RFN nr 18 82 655 opisano sposób wytwarzania lepiszcza elektrodowe¬ go, w którym normalny pak smolowy z wegla ka¬ miennego poddaje sie obróbce termicznej w kilku etapach przy wzrastajacej temperaturze, przy czym otrzymany destylat pakowy doprowadza sie do kaz¬ dorazowo poprzedzajacego etapu obróbki.W wyniku rozwoju procesów koksowania w po¬ laczeniu ze starannym wyborem surowca sa dzi¬ siaj do dyspozycji do wytwarzania elektrod koksy o wysokiej czystosci, o wysokiej przewodnosci, W tych koksach struktura grafitu jest juz w znacznej mierze utworzona.Wade stanowi jednak niewielka wytrzymalosc tych koksów. Dlatego potrzebne jest osadzenie te¬ go koksu w stalym rusztowaniu koksu srodka wia¬ zacego, aby elektroda nie utracila wytrzymalosci.Opis patentowy RFN nr 19 20 508 podaje spo¬ sób wytwarzania ogniotrwalego materialu o wyso¬ kiej wytrzymalosci na sciskanie. Jako lepiszcze zaproponowano mieszanine zlozona z paku smolo¬ wego z wegla kamiennego i poddanej obróbce ter¬ micznej pozostalosci z pirolizy frakcji oleju mine¬ ralnego. Lepiszcze powinno równiez byc odpowied¬ nie do wytwarzania materialu elektrodowego.Zwiekszenie wytrzymalosci na sciskanie stwierdzo¬ no jednak tylko dla materialu ogniotrwalego na bazie dolomitu. Oprócz tego wiadomo, ze pocho- Mtttt141904 3 dzace z olejów mineralnych lepiszcza do sporzadza¬ nia elektrod .sa mniej przydatne, niz pochodzace $e smoly z wegla kamiennego, ; Dla wszystkich procesów termicznych wspólne jjest to, ze jednoczesnie ze zwiekszeniem zawartosci ^-zywicy w lepiszczu wzrasta równiez zawartosc czesci nierozpuszczalnych w chinolinie. Z tego po¬ wodu zaproponowano dodawanie do paku przed obróbka wysokowrzacych olejów, które mozna by¬ lo polimeryzowac czesciowo termicznie do ^-zywic.Ta nowo utworzona czesc nierozpuszczalna w chi¬ nolinie (QI) rózni sie od wystepujacej pierwotnie.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania lepiszcza elektrodowego z produktów pochodzacych ze smoly z wegla kamiennego, w którym wytworzone lepiszcze ma wystarczajaca zawartosc QI o wysokim stosunku C/H obok wy¬ sokiej pozostalosci koksowania i wystarczajacej za¬ wartosci /?-zywicy.Zadanie wedlug wynalazku rozwiazano w ten sposób, ze normalny pak smolowy z wegla kamien¬ nego o temperaturze mieknienia wedlug Kraemer- -Sarnow,a (K.-S.) wynoszacej 60—80°C miesza sie z destylatem z pirolizy paku smolowego z wegla kamiennego w temperaturze powyzej 800°G, w sto¬ sunku 3:1 do 1:3 korzystnie 1:1 w stanie cieklym i mieszanine pod cisnieniem normalnym albo zmniejszonym destyluje sie az do temperatury mieknienia (Kraemerj-Sarnow) miedzy 90 i 130°C i pozostalosc podestylacyjna ewentualnie miesza sie z olejem smolowym z wegla kamiennego o sredniej temperaturze wrzenia powyzej 350°C.Jako destylat z pirolizy paku smolowego z weg¬ la kamiennego stosuje sie korzystnie taki, który otrzymuje sie przy koksowaniu paków twardych w poziomych piecach komorowych w temperaturze okolo 1000°C. Nieoczekiwanie okazalo sie, ze w przeciwienstwie do innych mieszanin z paków smolowych z wegla kamiennego w stosowanej we¬ dlug wynalazku mieszaninie przez proste destylo¬ wanie w retorcie pod cisnieniem normalnym albo zmniejszonym mozna uzyskac lepiszcze o wyzszej zawartosci QI ze znacznie wyzsza wydajnoscia i ze stosunek C/H czesci nierozpuszczalnej w chino¬ linie jest równiez wyzszy niz w innych mieszani¬ nach.Destylacje mozna przeprowadzic w prosty spo¬ sób w retorcie kolpakowej w sposób nieciagly bez chlodnicy zwrotnej i bez kolumny, przy czym pary odciaga sie np. w retorty bezposrednio przez glo¬ wice (kolpak) i tak oddziela.Sposób wedlug wynalazku jest wyjasniony bli¬ zej za pomoca nastepujacych przykladów; wyna- lazek nie ogranicza sie do przykladów.Przyklad X- 50 czesci wagowych normalnego paku smolowego z wegla kamiennego o nastepuja¬ cych cechach: temperatura mieknienia (K.-S.) 72,5°C, TI 24,1% wagowych* QI 6,2% wagowych, miesza sie z 50 czesciami wagowymi oleju z koksowania paku z poziomego pieca komorowego, scharaktery¬ zowanego prze* TI $,e*/t wagowych, QI 7,0% wago¬ wych, temperatura poczatku wrzenia 272°C, pozo¬ stalosc po destylacji w temperaturze 360°C &3*/t wagowych, w retorcie w temperaturze 150°C i destyluje sie pod cisnieniem 120 hPa az do tempe- 4 ratury mieknienia (K.-S.) wynoszacej 99,5°C. Mak¬ symalna temperatura fazy blotnej wynosi przy tym 360°C. • Z wydajnoscia 68% otrzymuje sie przy tym 5 pak twardy o nastepujacych danych analitycznych: gestosc w temperaturze 20°C 1,32 g/cm3 TI 32,5% wagowych, QI 12,1% wagowych, pozostalosc kok¬ sowania (Conradson) 59,2!% wagowych, C/H dlaQI 4,06. 10 Obraz powierzchni szlifowanej nie wykazuje struktur anizotropojwych. Pak mozna stosowac bez¬ posrednio jako lepiszcze elektrodowe.Przyklad II. 50 czesci wagowych normalnego paku smolowego z wegla kamiennego o cechach: 15 temperatura mieknienia (K.-S.) 71,5°C, TI 19,6% wagowych, QI 7,3% wagowych roztapia sie i mie¬ sza z 50 czesciami wagowymi oleju z koksowania paku, scharakteryzowanego przez TI 7,0% wago¬ wych, temperatura poczatku wrzenia 262°C, pozo- * talosc w temperaturze 350°C 91% wagowych. Mie¬ szanine destyluje sie pod cisnieniem normalnym, przy czym maksymalna temperatura fazy blotnej wynosi 490°C. Z wydajnoscia 68,3"% otrzymuje sie pak twardy o temperaturze mieknienia (K.-S.) 25 wynoszacej 116°C o nastepujacych danych anali¬ tycznych: TI 36,9% wagowych, QI 15,6*/© wago¬ wych, pozostalosc koksowania (Conradson) 62,7% wagowych, C/H dla QI 3,90. 100 czesci wagowych tak otrzymanego paku twar¬ do dego miesza sie z 5 czesciami wagowymi wysoko- wrzacego oleju smolowego z wegla kamiennego (temperatura poczatku wrzenia 183°C, pozostalosc w temperaturze 350°C 62,5% wagowych) z utworze¬ niem typowego lepiszcza elektrodowego o nastepu- 35 jacych danych analitycznych: temperatura mieknie¬ nia wagowych, pozostalosc koksowania (Conradson) 58,4% wagowych, C/H dla QI 3,69.Przyklad III (porównawczy). Przyklad II pow- 40 tarza sie w takich samych warunkach, przy czym zamiast oleju z koksowania paku stosuje sie wy¬ sokowrzacy destylat smoly z wegla kamiennego (temperatura poczatku wrzenia 240°C, pozostalosc w temperaturze 350C 85%). 45 z wydajnoscia 53,0% otrzymuje sde pak twar¬ dy o temperaturze mieknienia 114,5°C o nastepu¬ jacych danych analitycznych: TI 38,1% wagowych, QI 12,5% wagowych, pozostalosc koksowania (Con¬ radson) 61,8% wagowych, C/H dla QI 3,37. 50 Przy w przyblizeniu takiej samej temperaturze mieknienia i pozostalosci koksowania pak ten ma mniejsza zawartosc QI i nizszy stosunek C/H czes¬ ci nierozpuszczalnej w chinolinie jako pak twar¬ dy wedlug wynalazku. W obrazie powierzchni szli- w fowanej mozna wykazac fazy posrednie o sredni¬ cy wiekszej niz 60^um. Oprócz tego wydajnosc jest znacznie nizsza. m PL PL PL PL PL