JPS6110017A - 黒鉛電極の製造方法 - Google Patents

黒鉛電極の製造方法

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JPS6110017A
JPS6110017A JP59129671A JP12967184A JPS6110017A JP S6110017 A JPS6110017 A JP S6110017A JP 59129671 A JP59129671 A JP 59129671A JP 12967184 A JP12967184 A JP 12967184A JP S6110017 A JPS6110017 A JP S6110017A
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JP
Japan
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puffing
agent
coke
graphite electrode
coal tar
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Pending
Application number
JP59129671A
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English (en)
Inventor
Makoto Yamashita
良 山下
Kazuya Shibata
和哉 柴田
Kenichi Fujimoto
研一 藤本
Masahiro Yamada
正弘 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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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) 本発明は人造黒鉛電極のパフィングを減少させ、黒鉛電
極の嵩比重を向上させるコールタール系ニードルコーク
スを原料とする黒鉛電極の製造方法に関するものである
(従来技術) 製鋼用電気炉の電極等に用いられる黒鉛電極は、一般に
易黒鉛化性コーイスとピッチ等のバインダーおよび含浸
剤を原料とし、(1)コークスの粉砕、粒度配合(2)
バインダーとの混線、(3)成型、(4)−次焼成、(
5)含浸剤の含浸、(6)二次焼成、(7)黒鉛化、(
8)切削加工の各工程によって製造される。黒鉛化工程
は二次焼成した電極を電気炉を用いて、窒素、アルゴン
などの不活性ガス雰囲気中、若しくは詰め粉を行って空
気を遮断した状態で約3000℃に加熱し、コークスを
黒鉛に変化させる工程であるが、近年合理化を目的にア
チソン炉を用いる黒鉛化から急速黒鉛化炉を用いる方法
に変化して来ている。
急速黒鉛化炉を用いると、例えば数十時間で黒鉛化が行
なわれるので、黒鉛化に際しての温度上昇速度が速い。
そして黒鉛化時には不可逆膨張、すなわちパフィングが
起ることが知られている。
パフィングの程度が大きいと、電極の嵩比重が小さくな
シ、強度が弱くなる。このパフィングは黒鉛化時におけ
る昇温速度が速いほど顕著になるので、急速黒鉛化炉で
黒鉛化する際特に問題となる。
従来この黒鉛電極用原料として、石油系重質油を原料と
したコークスが使用されてきたが、この石油系コークス
には硫黄分が0.4〜20%程度含まれている。このコ
ークスを用いた場合もパフィングが生ずるが、この原因
は硫黄が黒鉛構造か生成し始める1700〜2 o o
 O”Cで急激に揮発するために起るとされている。(
例えばE、 Fitzer等、 High Tempe
rature−High Pressure、 Vol
 19゜243〜250頁、1977参照)。このため
、これまでのパフィング防止法としては硫黄と化合し硫
化物となり、硫黄としての揮発を防ぐようなパフィング
防止剤が提案されている。例えば酸化鉄、弗化カルシウ
ム、酸化チタンの外様々の化合物がパフィング防止剤と
して提案されている。(米国特許明細書簡3.338,
993号、同3563705号、同4140623号、
同4312745号、同4334980号)。
マタ、コールタール系ピッチコークスを電極用原料とす
る場合も同様にパフィングを生ずるが、コールタール系
ピッチコークスは石油系コークスに比較して硫黄の含有
量が少ないという特性を有するので、同一0・原因でパ
フィングを生ずるものとは考えられない。従ってパフィ
ング防止剤も石油系ピッチコークスに対するものとは異
なったものが提案され、また酸化鉄よシ酸化クロムがパ
フィング防止剤として適しているという報告もある。
(16th Bi、ennial Confe’ren
ce on CarbonFxtended Abst
ract July 18−22.1983 595頁
参照) 本発明者等はコールタール系ニードルコークスの黒鉛化
時のパフィング原因について種々検討した結果、黒鉛結
晶の成長が急速になり始める1700〜1800℃で窒
素が揮発することに起因する部分が大きいことを見出し
た。勿論コールタール系コークスにも硫黄が少量含まれ
ているので、硫黄に起因するパフィングも少量であるが
同時に起っていることも考えられるが、この寄与は小さ
い。
このようにコールタール系ニードルコークスのパフィン
グの主原因が硫黄でなく、窒素に起因するので、従来の
硫黄と反応するようなパフィング防止剤は石油系コーク
スの場合に比較すると効果が小さい。即ち石油系コーク
スの場合と同様な思想で窒素と反応し窒化物を生成する
ようなアルミニウム、硼素等の化合物をコールタール系
ニードルコークスに適用したがパフィング防止効果は認
められなかった。また、上述のようにコールタール系ニ
ードルコークスを原料とする電極製造工程に酸化クロム
を添加するとパフィングは防止できるが、黒鉛化後の嵩
比重が高くなく、十分な目的を達成できない。この原因
はクロム化合物が炭化触媒として作用をしないため、昇
温過程でのバインダーピッチの炭化歩留が低いためと考
えられる。
(発明が解決しよう表する問題点) 本発8Aはコールタール系ニードルコークスをi料とす
る黒鉛電極製造時に発生するパフィングを防止し、且つ
電極の嵩比重を高めた黒鉛電極の製造方法を提供するに
ある。
(発明の構成) 本発明は、コールタールニードルコークスを原料として
人造黒鉛電極を製造するに当り、パフィング防止剤とし
てニッケルおよび/又はコバルトの化合物又は金属を添
加する黒鉛電極の製造方法である。更にパフィング防止
剤として粒径が24μm以上の粒子の割合が25重量%
以下で且つ平均粒径が18μm以下の粒度分布のニッケ
ルおよび/又はコバルトの化合物又は金属を添加する黒
鉛電極の製造方法である。
以下本発明について詳細に説明する。
コールタール系ニードルコークスは針状の異方性微細構
造を有するものであれば任意のものを使用することがで
きる。このニードルコークスは例えば、キノリンネ溶分
を除去したコールタールピッチを原料として、ディレー
トコ−カーにより生コークスを製造し、次いでこれをカ
ルサイナーで溶焼することにより製造される。通常この
チードルコークスは0.05〜03チの硫黄分および0
3〜06チの窒素分を含有する。
コールタール系二一ドルコークスハ、前述のように(1
)粉砕、粒度配合(2)バインダーとの混練(3)成型
(4)−次焼成(5)含浸剤の含浸(6)二次焼成(7
)黒鉛化、(8)切削加工等の工程を経て人造黒鉛電極
とされる。
本発明においては、少くとも黒鉛化工程より前の工程で
ニッケルおよび/又はコバルトを添加する。
本発明で使用するニッケルとしては酸化ニッケル、水酸
化ニッケル、炭酸ニッケル等のニッケル化合物あるいは
金属ニッケルが、また、コバルトとしては酸化コバルト
、水酸化コバルト、炭酸コバルト等のコバルトの化合物
あるいは金属コバルトが挙げられる。
ニッケル又はコバルトは均一に黒鉛電極材料中に分散さ
せるのが好ましく、そのためにはニッケル又はコバルト
の化合物又は金属は粉末好ましくは1〜5μm の粒度
にして添加することが望ましい。この場合、粒度分布と
して、粒径24μm以上の粒子の割合が25重量%より
少なく、且つ平均粒径が18μm 以下のものを使用す
ると効果は更に顕著である。ニッケルおよび/又はコバ
ルトの添加量は特に制限はないが、添加量が少ないと効
果が顕著に表われず、また、多すぎると製造された黒鉛
電極の熱膨張係数が大きくなること、経済的に不利であ
ることから0.1−1重量%の範囲が好ましい。
ニッケル及び/又はコバルトの化合物又は金属の粒度と
しては、5μm以下特に35μ0 以下が好適である。
発明者等は更にこの粒度分布の効果について研究した結
果上記の如き粒度分布が特に効果が大きいことを見出し
た。この場合粒径が24μm以上の粒子の割合が25重
量%より少く、且つ平均粒径が18μm以下の粒度分布
のパフィング防止剤を使用すると同一のバインダーピッ
チについて、バインダー炭化歩留が向上し、パフィング
も粒径24μD以上で、粒径が24μm以上の粒径の粒
子の割合が25重量%よシ多く、且つ平均粒径が18μ
m以上粒度分布のパフィング防止剤を使用した場合より
も小さくなる。
このパフィング防止剤の添加は一次焼成の前に添加する
ことが望ましく、分散を均一にするためにけ電極製造工
程のうち、コークスとバインターピッチの混練工程で添
加される。1だニードルコークス製造工程中に添加する
こともできる。
このようにニッケルおよび/又はコバルトの化合物又は
金属を電極製造工程において、コークスとバインダーピ
ッチの合量に対して01〜10重量%添加し、成型−一
次焼成一含浸−二次焼成−黒鉛化することにより高比重
の高い人造黒鉛電接が製造できる。
実施例1および2 窒素分041%、硫黄分0.26%を含むコールタール
系ニードルコークスを用いテストピースを作製し、パフ
ィングを測定した。パフィング防止剤はコークスとバイ
ンダーピッチとの混線時に添加した。添加量はコークス
とバインダーピッチ合計量に対して]、wt%とじた。
テストピースの作製条件は次のとおシである。
ピッチコークス粒度;16〜6oメツシュ; 20wt
%、60〜200メツシュ;45wt%、 200メツシュ以下; 35wtチ バインダーピソチ配合量;35wt% 混線条件     ;145℃X20分成 型 法  
 ・  ;モールド成型テストピース形状;20mφ×
1oolIIIIIt上記条件で作製したテストピース
を900℃で焼成後、黒鉛化炉に入れ、パフィング程度
を測定後冷却し嵩比重を測定した。
膨張測定時の条件は次のとおpである。
アルゴン雰囲気中100cl′Cまで急速昇温、その後
10℃/分で昇温させ2600 ’Cまで加熱した。
第1表 パフインク量と黒鉛化後の嵩比重実施例3およ
び4 添加するパフィング防止剤の粒度分布を変化させ、他は
実施例1及び2と同じコールタール系ニードルコークス
、バインダーピッチを用いてテストピースを作製した。
Aパフィング防止剤 Bパフィング防止剤 コールタール系ニードルコークスに対シ、酸化ニッケル
Aと酸化ニッケルBとを夫々05重量%添加し、バイン
ダーピッチを添加して押出し成型(バインダー歩留の場
合)してテストピース(直径20閣φ、長さ100II
IIL)を作製した。
パフィング測定の場合はモールド成型によりテストピー
ス(直径20■φ、長さ100簡L)を作製した。
第2表 パフィング防止剤粒度分布とバインダー炭化歩
留1、パフィングの関係 実施例5及び6 実施例1と同一(Dコールタール系ニードルコークスを
用い、パフィング防止剤として金属Ni又は金属Coを
使用してテストピースを作製し、パフィングを測定した
。パフィング防止剤はコークスとバインダーピッチとの
混線時に添加した。添加量はコークスとバインダーピッ
チ合計量に対して0.8wt% とじた。その他のテス
トピースの作製条件は実施例1と同じである。嵩比重及
びパフィングの測定条件も実施例1と同様である。
第3表 パフィング量と黒鉛化後の嵩比重(発明の効果
) 以上説明したように、本発明によりコールタール系ニー
ドルコークスを原料とする黒鉛電極の製造法においての
黒鉛化時のパフィング防止が可能で、且つ嵩比重の高い
電極が得られ、良質の人造黒鉛電極を有利に製造するこ
とができる。
手続補正告: 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第1.29671号2、発明の名
称 黒鉛電極の製造方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所  東京都中央区銀座5−13−16名称  (6
64)新日鐵化学株式会社(ほか1名)代表者   安
水 和民 4、代理人 〒105    Ta (503)4877住所  東
京都港区西新橋1−12−1  第1森ビル8階自発 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 8、前記以外の補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所  東京都千代田区大手町2−6−3名称  (6
65)新日本製鐵株式会社代表者   武1) 豊 7、補正の内容 (1)明細書第13頁5行目の次の行にF記の実施例7
,8を追加する。
[実施例7,8 実施例1と同一のコールタール系二−ドルコーパフィン
グ防止剤は、コークスとバインダーピッチとの混線時に
0.5wt%添加した。その他機である。
手続補正書 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第129671号2、発明の名称 黒鉛電極の製造方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所  東京都中央区銀座5−13−16名称  (6
64)新日鐵化学株式会社(ほか1名)代表者   安
水 和民 4、代理人 〒105    Ta (503)4877住所  東
京都港区西新橋1−12−1  第1森ビル8階自発 方1式 6へ 8、前記以外の補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所  東京都千代田区大手町2−6−3名称  (6
65)新日本製鐵株式会社代表者   武1) 豊 7、補正の内容 (1)明細書第13頁5行目の次の行に下記の実施例7
,8を追加する。
「実施例7,8 実施例1と同一のコールタール系二−ドルコーパフィン
グ防止剤は、コークスとバインダーピッチとの混線時に
0.5wt%添加した。その他機である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コールタール系ニードルコークスを原料として人
    造黒鉛電極を製造するに当り、パフィング防止剤として
    ニッケルおよび/又はコバルトの化合物又は金属を添加
    することを特徴とする黒鉛電極の製造方法。
  2. (2)パフィング防止剤が粒径2.4μm以上の粒子の
    割合が25重量%以下で、且つ平均粒径が1.8μm以
    下の粒度分布のものである特許請求の範囲第1項記載の
    黒鉛電極の製造方法。
JP59129671A 1984-06-23 1984-06-23 黒鉛電極の製造方法 Pending JPS6110017A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000066513A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-09 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Coke aciculaire destine a une electrode en graphite et procede de production associe
CN108883995A (zh) * 2016-03-17 2018-11-23 新日铁住金化学株式会社 人造石墨电极的制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS499314A (ja) * 1972-05-09 1974-01-26
JPS5835948A (ja) * 1981-08-28 1983-03-02 Fujitsu Ltd 液冷モジユ−ル

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