RU2264982C1 - Composition for impregnation of the graphitized carbon products - Google Patents

Composition for impregnation of the graphitized carbon products Download PDF

Info

Publication number
RU2264982C1
RU2264982C1 RU2004116162/15A RU2004116162A RU2264982C1 RU 2264982 C1 RU2264982 C1 RU 2264982C1 RU 2004116162/15 A RU2004116162/15 A RU 2004116162/15A RU 2004116162 A RU2004116162 A RU 2004116162A RU 2264982 C1 RU2264982 C1 RU 2264982C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
impregnation
graphitized carbon
carbon products
tar pitch
Prior art date
Application number
RU2004116162/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Юрьевна Уразлина (UA)
Ольга Юрьевна Уразлина
Анатолий Григорьевич Старовойт (UA)
Анатолий Григорьевич Старовойт
Александр Григорьевич Гриншпунт (UA)
Александр Григорьевич Гриншпунт
Евгений Иванович Малый (UA)
Евгений Иванович Малый
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Украинский Графит"
Priority to RU2004116162/15A priority Critical patent/RU2264982C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2264982C1 publication Critical patent/RU2264982C1/en

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: by-product-coking industry; electrode industry; production of compositions for impregnation of graphitized carbon products.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the compositions for impregnation of graphitized carbon products and may be used in the by-product-coking industry and electrode industry. The impregnating composition of graphitized carbon products includes a coal-tar pitch and a plasticizer, in capacity of which use polymeric compounds of the benzene group (wastes of the by-product-coking process), at the following ratio of the components (in mass %): the coal-tar pitch - 94-96; polymeric compounds of the benzol group - the rest. The polymeric compounds of the benzol group have following composition(in mass %): substances insoluble in a toluene - 1.0-3.0; water - 0.05-0.10; ash - 0.10-0.15; aromatic hydrocarbons - the rest. Density of the graphitized carbon products impregnated with this composition after burning makes 1.78÷1.89 g/cm3; after graphitization - 1.85÷1,90 g/cm3, porosity - 19.2÷19.9 %, a mechanical strength - 26.5÷27.5 MPa. The invention also allows to improve production conditions due to reduction of the content of the carcinogenic substances in the peck.
EFFECT: the invention ensures an increased density of the graphitized carbon products impregnated with this composition by several percents, improved production conditions due to reduction of the carcinogenic substances share in the peck.
2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству углеграфитовых материалов и может быть использовано в коксохимической и электродной промышленности.The invention relates to the production of carbon-graphite materials and can be used in the coke and electrode industries.

Известно использование каменноугольного пека для пропитки углеграфитовых изделий (Вяткин С.Е., Деев А.Н., Нагорный В.Г. и др. Ядерный графит. М.: Атомиздат, 1967, 25-27 с.). Указанный пек имеет следующие характеристики:It is known to use coal tar pitch for impregnating carbon-graphite products (Vyatkin S.E., Deev A.N., Nagorny V.G. et al. Nuclear graphite. M.: Atomizdat, 1967, 25-27 pp.). The specified pitch has the following characteristics:

температура размягчения, определеннаяsoftening temperature defined методом кубика на воздухе, °Сcube method in air, ° С 80-10080-100 выход летучих веществ, %yield of volatiles,% не более 68,0no more than 68,0 зола, мас.%ash, wt.% не более 0,3no more than 0.3 содержание веществ,substance content нерастворимых в толуоле, мас.%,insoluble in toluene, wt.%, 5,0-10,05.0-10.0 содержание веществ,substance content нерастворимых в хинолине, мас.%,insoluble in quinoline, wt.%, 3,0-5,03.0-5.0

Однако известный каменноугольный пек является мезофазным и не обеспечивает высокую степень процесса пропитки, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на механической прочности и плотности углеграфитовых изделий.However, the known coal tar pitch is mesophase and does not provide a high degree of impregnation process, which, in turn, negatively affects the mechanical strength and density of carbon-graphite products.

Наиболее близким по технической сущности и результатам, что достигаются, является состав для пропитки углеграфитовых изделий (Авторское свидетельство СССР №1212941, МПК С 01 В 31/02, опубл. 23.02.86 г.) при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest in technical essence and the results that are achieved is the composition for the impregnation of carbon-graphite products (USSR Author's Certificate No. 1212941, IPC С 01 В 31/02, publ. 23.02.86) with the following ratio of components, wt.%:

высокотемпературный пекhigh temperature pitch 60-9060-90 каменноугольное маслоcoal oil остальноеrest

Предлагаемый состав имеет следующие характеристики:The proposed composition has the following characteristics:

- температура размягчения, °С (Тр)- softening temperature, ° C (T p ) 120-200120-200 - выход летучих веществ, % (Vr)- yield of volatiles,% (V r ) 31-5031-50 - содержание веществ, нерастворимых- content of insoluble substances в толуоле (α1-фракции), мас.%in toluene (α 1 fraction), wt.% 40-6040-60 - содержание веществ, нерастворимых- content of insoluble substances в хинолине (α-фракции), мас.%in quinoline (α-fraction), wt.% 0,2-1,50.2-1.5

Однако приведенный состав обладает высокой вязкостью, что в случае пропитки углеграфитовых материалов приводит только к частичному уплотнению пор. Поэтому полученное углеграфитовое изделие обладает низкой плотностью и соответственно высокой пористостью.However, the composition has a high viscosity, which in the case of impregnation of carbon-graphite materials only leads to partial pore densification. Therefore, the obtained carbon-graphite product has a low density and accordingly high porosity.

В основу изобретения поставлена задача разработки состава для пропитки углеграфитовых изделий, в котором совокупность ингредиентов и их количественное содержание позволит повысить плотность и снизить пористость за счет повышения степени пропитки заготовок.The basis of the invention is the task of developing a composition for the impregnation of carbon-graphite products, in which the combination of ingredients and their quantitative content will increase the density and reduce porosity by increasing the degree of impregnation of the workpieces.

Поставленная задача решается тем, что состав для пропитки углеграфитовых изделий, включающий каменноугольный пек и пластификатор, согласно изобретению содержит в качестве пластификатора полимеры бензольного отделения при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the composition for impregnation of carbon-graphite products, including coal tar pitch and a plasticizer, according to the invention contains as a plasticizer polymers of the benzene compartment in the following ratio, wt.%:

каменноугольный пекcoal tar pitch 94-9694-96 полимеры бензольного отделенияbenzene polymers остальноеrest

При этом полимеры бензольного отделения имеют следующий состав, мас.%:In this case, the polymers of the benzene compartment have the following composition, wt.%:

вещества, нерастворимые в толуолеinsoluble in toluene 1,0-3,01.0-3.0 водаwater 0,05-0,100.05-0.10 золаash 0,10-0,150.10-0.15 ароматические углеводородыaromatic hydrocarbons остальноеrest

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и техническим результатом, которого можно достичь, состоит в том, что, по-видимому, каменноугольный пек и полимеры бензольного отделения образуют гомогенный молекулярный раствор и это увеличивает поверхностную активность связующего к поверхности углеродистых заготовок за счет физико-химических свойств и, в первую очередь, за счет интенсификации диффузионных процессов. В свою очередь, интенсивность проникновения каменноугольного пека в поры и трещины возрастает, способствуя улучшению эксплуатационных характеристик углеграфитовых изделий.A causal relationship between the set of essential features of the claimed invention and the technical result that can be achieved is that, apparently, coal tar pitch and polymers of the benzene compartment form a homogeneous molecular solution and this increases the surface activity of the binder to the surface of the carbon blanks due to physico-chemical properties and, primarily, due to the intensification of diffusion processes. In turn, the intensity of penetration of coal tar pitch into pores and cracks increases, helping to improve the operational characteristics of carbon-graphite products.

Заявляемое соотношение компонентов является необходимым и достаточным для достижения поставленной задачи.The claimed ratio of components is necessary and sufficient to achieve the task.

Увеличение каменноугольного пека в составе для пропитки более 96 мас.% влечет за собой повышение вязкости заявляемого состава, что, в свою очередь, ведет к снижению плотности углеграфитовых изделий и повышению их пористости, а уменьшение его доли ниже 94 мас.% увеличивает выход летучих веществ, что также влечет за собой повышение пористости и снижение плотности. При этом снижается способность пека давать коксовый остаток, что приводит к ухудшению механической прочности углеграфитовых изделий.The increase in coal tar pitch in the composition for impregnation of more than 96 wt.% Entails an increase in the viscosity of the claimed composition, which, in turn, leads to a decrease in the density of carbon-graphite products and increase their porosity, and a decrease in its fraction below 94 wt.% Increases the yield of volatile substances , which also entails an increase in porosity and a decrease in density. This reduces the ability of the pitch to give coke residue, which leads to a deterioration in the mechanical strength of carbon-graphite products.

Предлагаемый состав для пропитки углеродистых изделий имеет следующие характеристики:The proposed composition for impregnation of carbon products has the following characteristics:

температура размягчения, °С (Тр)softening temperature, ° C (T p ) 55-6055-60 выход летучих веществ, % (Vr)yield of volatiles,% (V r ) не более 68no more than 68 содержание веществ, нерастворимыхinsoluble matter в толуоле (α1-фракции), мас.%in toluene (α 1 fraction), wt.% не менее 17not less than 17 содержание веществ, нерастворимыхinsoluble matter в хинолине (α2-фракции), мас.%in quinoline (α 2 fractions), wt.% не более 3,0no more than 3.0

Пропитка углеграфитовых изделий происходит следующим образом.Impregnation of carbon products is as follows.

К 1000 л каменноугольного пека со следующими характеристиками: температура размягчения 62-65°С; выход летучих веществ 68%; вещества, нерастворимые в толуоле, 20% и вещества, нерастворимые в хинолине, 3,0%, добавляют полимеры бензольного отделения и перемешивают в течение 1 часа при 160-170°С. Полученным составом в лабораторном автоклаве емкостью 1 л пропитывают обожженные электродные заготовки диаметром 60 мм и длиной 130 мм, приготовленные из промышленных заготовок одной партии прессовки и обжига, с плотностью 1,60 г/см3 и пористостью 21,1%.To 1000 l of coal tar pitch with the following characteristics: softening point 62-65 ° C; volatiles yield 68%; substances insoluble in toluene, 20% and substances insoluble in quinoline, 3.0%, add benzene separation polymers and mix for 1 hour at 160-170 ° C. The resulting composition in a laboratory autoclave with a capacity of 1 liter is impregnated with calcined electrode blanks with a diameter of 60 mm and a length of 130 mm, prepared from industrial blanks of one batch of pressing and firing, with a density of 1.60 g / cm 3 and porosity of 21.1%.

Пропитанные заготовки подвергают термической обработке в муфельных печах при 1000°С в течение 402 часов и затем графитации в электропечах при температуре 2500-3000°С в течение 50 часов.The impregnated preforms are subjected to heat treatment in muffle furnaces at 1000 ° C for 402 hours and then graphitization in electric furnaces at a temperature of 2500-3000 ° C for 50 hours.

В соответствии с описанным выше способом приготовлены пропиточные составы, соотношение компонентов и характеристика которых приведены в таблице 1.In accordance with the method described above, impregnating compositions were prepared, the ratio of components and characteristics of which are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Состав для пропиткиComposition for impregnation Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.% Характеристика составаComposition characteristics Каменноугольный пекCoal tar pitch пластификаторplasticizer Тp, °СT p , ° C Vr, %V r ,% содержание фракции, мас.%fraction content, wt.% каменноугольное маслоcoal oil полимеры бензольн. отделенияpolymers benzene. branches α1-фракцииα 1 fractions α2-фракцииα 2 fractions прототипprototype 8080 20twenty -- 130130 50fifty 50fifty 11 заявляемыйclaimed 11 9898 -- 22 6060 6868 20twenty 33 22 9696 -- 44 5757 6868 20twenty 33 33 9494 -- 66 5555 6868 20twenty 33 44 9292 -- 88 4848 7575 20twenty 33

Результаты испытаний пропитанных лабораторных образцов приведены в таблице 2.The test results of the impregnated laboratory samples are shown in table 2.

Таблица 2table 2 Состав для пропиткиComposition for impregnation После обжигаAfter firing После графитацииAfter graphitization коксовый остаток из пеков,%coke residue from pitch,% плотность кажущаяся, г/см3 apparent density, g / cm 3 плотность кажущаяся, г/см3 apparent density, g / cm 3 пористость,%porosity,% механическая прочность, МПаmechanical strength, MPa прототипprototype 49,549.5 1,721.72 1,711.71 23,023.0 23,023.0 заявляемыйclaimed 11 53,753.7 1,801.80 1,851.85 19,419,4 27,027.0 22 54,054.0 1,851.85 1,881.88 19,219.2 27,527.5 33 54,854.8 1,891.89 1,901.90 19,219.2 28,728.7 44 50,150.1 1,781.78 1,851.85 19,919.9 26,526.5

В результате испытаний установлено, что полученные образцы, изготовленные с использованием заявляемого состава для пропитки (варианты 2 и 3), обладают более высокой плотностью и более низкой пористостью.As a result of the tests, it was found that the samples obtained using the claimed composition for impregnation (options 2 and 3) have a higher density and lower porosity.

Кроме того, за счет повышения коксового остатка после обжига существенно повышается механическая прочность изделий. Предлагаемый состав для пропитки углеграфитовых изделий характеризуется низким содержанием веществ, нерастворимых в толуоле, это позволяет увеличить кратность использования его для пропитки и дает возможность снизить налипание пропиточного материала на поверхность заготовок. При использовании предлагаемого состава для пропитки углеграфитовых изделий улучшаются санитарные условия производства, а именно снижается канцерогенность пека, за счет снижения содержания в пеке 3,4-бензпирена.In addition, by increasing the coke residue after firing, the mechanical strength of the products is significantly increased. The proposed composition for the impregnation of carbon-graphite products is characterized by a low content of substances insoluble in toluene, this allows you to increase the frequency of use for impregnation and makes it possible to reduce the sticking of the impregnating material on the surface of the workpieces. When using the proposed composition for the impregnation of carbon-graphite products, the sanitary conditions of production are improved, namely, the carcinogenicity of the pitch is reduced by reducing the content of 3,4-benzpyrene in the pitch.

Claims (2)

1. Состав для пропитки углеграфитовых изделий, включающий каменноугольный пек и пластификатор, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют полимеры бензольного отделения, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. The composition for the impregnation of carbon-graphite products, including coal tar pitch and plasticizer, characterized in that the plasticizer used is benzene, in the following ratio, wt.%: Каменноугольный пекCoal tar pitch 94-9694-96 Полимеры бензольного отделенияPolymers of the benzene compartment ОстальноеRest
2. Состав для пропитки углеграфитовых изделий по п.1, отличающийся тем, что полимеры бензольного отделения имеют следующий состав, мас.%:2. The composition for impregnation of carbon-graphite products according to claim 1, characterized in that the polymers of the benzene compartment have the following composition, wt.%: Вещества, нерастворимые в толуолеToluene Insoluble Substances 1,0-3,01.0-3.0 ВодаWater 0,05-0,100.05-0.10 ЗолаAsh 0,10-0,150.10-0.15 Ароматические углеводородыAromatic hydrocarbons ОстальноеRest
RU2004116162/15A 2004-05-27 2004-05-27 Composition for impregnation of the graphitized carbon products RU2264982C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116162/15A RU2264982C1 (en) 2004-05-27 2004-05-27 Composition for impregnation of the graphitized carbon products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116162/15A RU2264982C1 (en) 2004-05-27 2004-05-27 Composition for impregnation of the graphitized carbon products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2264982C1 true RU2264982C1 (en) 2005-11-27

Family

ID=35867672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004116162/15A RU2264982C1 (en) 2004-05-27 2004-05-27 Composition for impregnation of the graphitized carbon products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2264982C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040168612A1 (en) Coal tar and hydrocarbon mixture pitch and the preparation and use thereof
DE102015222439B4 (en) Process for the production of graphite bodies
RU2005108582A (en) METHOD FOR PRODUCING COAL ELECTRODES
KR20210092392A (en) Method for preparing active carbon from lignin and polymer composites comprising active carbon prepared the same
RU1838375C (en) Method for producing gummy pitch material
RU2264982C1 (en) Composition for impregnation of the graphitized carbon products
NO130470B (en)
ZA200510345B (en) Chopped carbon fiber preform processing method using coal tar pitch binder
DE112013004066T5 (en) Process for the production of highly porous ceramic material
RU2377178C1 (en) Method of manufacture of graphitised products
UA75428C2 (en) A composition for the impregnation of coal and graphite articles
RU2264981C1 (en) Electrode mass for self-roasting electrodes
WO2017080662A1 (en) Novel processes for the production of polygranular graphite bodies
RU2586139C1 (en) Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom
RU2586135C1 (en) Method of producing binder pitch
DE3413975A1 (en) METHOD FOR PRODUCING HYDROPHOBIC ADSORBENTS
DE336552C (en) Process for the production of carbon carriers particularly suitable for electrodes
DE4200958A1 (en) SINTERABLE CARBON POWDER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
RU2582411C1 (en) Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom
DE2718816A1 (en) FIRE-RESISTANT MIXTURES
RU2402589C2 (en) Method for production of road bitumen
SU1097639A1 (en) Method for preparing electrode pitch
SU1189806A1 (en) Method of manufacturing moulded carbon blocks
DE1613475A1 (en) Process for the production of carbon commutators and carbon slip rings
JP2008069026A (en) Method for producing activated carbon and activated carbon

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090528