CH433091A - Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-, insbesondere Graphitplatten für die Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaten - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von   Kohlenstoff-,    insbesondere Graphitplatten für die Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaten
Es ist bekannt,   Kohlenstoff- bzw.    Graphitplatten für die Auskleidung von chemisch beanspruchten Behältern zu verwenden. So ist auch bereits schon ein Verfahren zur Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaten bekannt, die der Einwirkung von Druck und   gegeoeaenfalls    auch von Wärme ausgesetzt sind und die von aussen beheizt oder gekühlt werden können, ohne dass sich der Behältermantel von der Plattenauskleidung löst.



   Der für solche Apparate erforderliche Gesamtwärmedurchgang wird hierbei insbesondere durch die Verwendung von mit Kunstharz imprägnierten, die Wärme gut leitenden Graphitplatten und einer sehr dünnen Lagerfuge für den Verlegungskitt erreicht.



   Die für die Auskleidung nach den bekannten Verfahren verwendeten Graphitplatten werden hierbei im allgemeinen nach dem bekannten Strangpressverfahren hergestellt. Hierbei wird üblicherweise ein Pressmundstück verwendet, dessen Querschnitt der Breite und Dicke der zu formenden Platten entspricht. Entweder bereits während des Strangpressens oder in einem späteren Arbeitsgang, z. B. nach dem Ringofen- oder Graphitierungsbrand, werden dann die Formplatten auf die für den Einbau in die Behälter benötigte Länge zugeschnitten.



   Es hat sich nun herausgestellt, dass die derart hergestellten Platten nach ihrer Kunstharzimprägnierung und thermischen Härtung hinsichtlich ihrer Kennwerte für die   Wärmedehnung    und die irreversible Entspannung eine gewisse Abhängigkeit von der Pressrichtung besitzen, und zwar derart, dass beide Kennwerte senkrecht zur Pressrichtung grösser sind als parallel zur Pressrichtung. Mit Rücksicht auf diesen Sachverhalt hat es sich daher zur Erhöhung der Haltbarkeit der mit diesen Platten verlegten Behälterauskleidungen, besonders zur Gewährleistung eines gleichen Ausdehnungsverhaltens in Längs- und Querrichtung der Auskleidung, als zweckmässig erwiesen, für die Auskleidung quadratisch zugeschnittene Platten zu benutzen und sie bei dem Einbau in die Behälter hinsichtlich der Pressrichtung in den Platten schachbrettartig zu verlegen.

   Diese Arbeitsweise erfordert jedoch einen grossen zusätzlichen Arbeitsaufwand, und zwar sowohl bei der Fertigung der Platten durch die notwendige Kennzeichnung der Pressrichtung auf jeder einzelnen Platte als auch bei der eigentlichen Verlegung derselben.



   Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von mit Kunstharz getränkten, druckgehärteten Kohlenstoff-, insbesondere Graphitplatten zur Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaten unter Verwendung des Strangpressverfahrens gefunden, nach welchem Kohlenstoff-, insbesondere   Graphitplatten    erhalen werden, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweisen und ausserdem noch eine Anzahl weiterer Vorteile mit sich bringen. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden zunächst im Strangpressverfahren Vierkantstäbe geformt, die erhaltenen Vierkantstäbe anschliessend gebrannt, diese dann durch Schnitte senkrecht zur Stabachse in Platten zerlegt, und die Kunstharzimprägnierung und Druckhärtung entweder vor oder nach dem Zerschneiden der Vierkantstäbe in die einzelnen Platten vorgenommen.



   Obgleich für die Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaten insbesondere quadratische Plattenformen bevorzugt werden, können selbstverständlich nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch Platten anderen geeigneten Querschnitts hergestellt werden, für welche dann ein entsprechend geformtes Mundstück beim Strangpressen verwendet werden muss.



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten   Kohlenstoff- bzw.    Graphitplatten weisen ge  genüber    den nach den bekannten Verfahren hergestellten Platten folgende Vorteile auf:
1. Die Kennwerte für die Wärme dehnung und die irreversible Entspannung der erfindungsgemässen Platten sind in der Plattenebene nach allen Richtungen hin praktisch gleich; im Gegensatz zu den bisher hergestellten Platten, die in der Plattenebene richtungsabhängige Kennwerte aufweisen. Es entfällt hierdurch sowohl die bei den bekannten Platten erforderliche Kenn  zeichnung der Pressrichtung als auch die hinsichtlich der Pressrichtung erforderliche schachbrettartige Verlegung solcher Platten.



   2. Die Kennwerte für die Wärmedehnung und die irreversible Entspannung sind ausserdem bei den erfindungsgemäss hergestellten Platten jeweils in der Plattenebene grösser als bei den nach den bisher bekannten Verfahren hergestellten Platten, was schliesslich durch die Pressrichtung der Formkörper bedingt ist. Diese Eigenschaft bringt nun folgende Vorteile mit sich: An der Gleichschaltung der durch Wärmebehandlung hervorgerufenen Dehnungen im Apparatemantel und in der Plattenauskleidung sind in der Auskleidung die natür  lichen Wärmedehnung g sowie ihre irreversible EntsPan-    nung und die Quellfähigkeit des Verlegungskittes beteiligt. Die Stossfuge des Verlegungskittes kann somit um so dünner gehalten werden, je grösser die Kennwerte für die Wärmedehnung und die irreversible Entspannung der imprägnierten Platten sind.

   Mit der Verringerung des Anteils der die Wärme schlecht leitenden Stossfugen an der Gesamtauskleidung wächst zwangsläufig der   Flä-    chenanteil der   die    Wärme sehr gut leitenden imprä  gnierten    Graphitplatten, wodurch der   Gesamtwärme-    durchgang des Behälters entsprechend verbessert wird.



   3. Die Wärmeleitzahl senkrecht zur Plattenebene, also in Richtung des Wärmedurchgangs in den mit solchen Platten ausgekleideten Behältern, ist in den erfindungsgemäss hergestellten Platten grösser als in den Platten üblicher Fertigung, was einen weiteren Vorteil darstellt. Diese Eigenschaft ist insbesondere durch Unterschiede in der Orientierung der Graphitkörner in den nach den beiden verglichenen Herstellungsverfahren gefertigten Platten bedingt.



   Es hat sich ferner gezeigt, dass durch geeignete Massnahmen, wie z. B. die entsprechende Auswahl der Kokse und Bindemittel für die zur Verformung dienende  grüne  Mischung, ausserdem die Werte für die Wärmedehnung und die irreversible Entspannung in der Plattenebene der Fertigplatten noch erhöht werden können.



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann sowohl zur Herstellung von Kohle- als auch Graphitplatten verwendet werden, was in erster Linie von dem jeweiligen Verwendungszweck der Platten abhängt. So werden beispielsweise für die Auskleidung der Behälter, die nicht für eine Aussenbeheizung bzw. Aussenkühlung vorgesehen sind, nicht Platten aus dem die Wärme gut leitenden Graphit, sondern vielmehr aus im Ringofen   gebrannter,    nicht   graphitierter    Kunstkohle, sogenannter Hartbrandkohle, verwendet. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Platten sind daher einer grossen Palette von Verwendungsmöglichkeiten zugänglich.



   In dem folgenden Beispiel ist ein praktischer Fall beschrieben, aus welchem besonders deutlich die vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäss hergestellten Graphitplatten gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten hervorgeht.



   Beispiel
Ein für Aussenbeheizung und -Kühlung bestimmter Rührwerksbehälter mit Stahlmantel wird mit quadratischen, mit Kunstharz imprägnierten Graphitplatten des Formats 75 X 75 X 30 mm unter Verwendung eines quellenden Kittes für die Verlegung ausgekleidet. Für die Auskleidung werden alternative Platten üblicher Fertigung und nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte verwendet. In beiden Fällen beträgt die Lagerfuge des Verlegungskittes 2 mm.

   Die Kennwerte für die Platten sind,   insoweit    sie für die Auskleidung von Wichtigkeit sind, in nachstehender Tabelle einander gegenübergestellt:
Ausdehnungskoeffizient irreversible Entspannung Wärmeleitzahl    (lo-6/oc)      (o/O)    (kcal/m   h 0C)    parallel zur senkrecht zur parallel zur senkrecht zur senkrecht zur
Pressrichtung Pressrichtung Pressrichtung Pressrichtung Plattenebene Graphitplatten   3,0    4,0 0,06 0,07 üblicher Fertigung (in Plattenebene) (in Plattenebene) (in Plattenebene) (in Plattenebene) 100
3,5 0,065  (Mittel in Plattenebene) (Mittel in Plattenebene) Graphitplatten 2,0 5,0 0,055 0,075   erfindungsgemäss    (senkrecht zur (in Plattenebene) (senkrecht zur (in Plattenebene) 125 hergestellt Plattenebene) Plattenebene)
Ergebnis:

   Bei der Auskleidung des Behälters unter Verwendung der   ertindungsgemäss    hergestellten Platten entfällt im Gegensatz zu der Auskleidung mit Graphitplatten üblicher Fertigung wegen der Gleichheit der Kennwerte für Wärme dehnung und irreversible Entspannung für alle Richtungen in der Plattenebene die Kennzeichnung der Pressrichtung auf den einzelnen Platten sowie die schachbrettartige Verlegung bezüglich der Pressrichtung.

   Weiterhin ist in dem Behälter, der mit den   ertindungsgemäss      hergestellten    Platten ausgekleidet ist, die mittlere Wärmeleitzahl der Gesamtauskleidung   16 0/0    höher gegenüber dem mit nach üblicher Fertigung hergestellten Platten ausgelegten, weil die Wärmeleitzahl senkrecht zur Plattenebene entsprechend höher ist (125   -anstelle    von 100   kcalim      h      OC)    und weil wegen der höheren Werte für die Wärmedehnung (5,0 anstelle von 3,5   10-6/oc)    und für die irreversible Entspannung (0,075 anstelle von 0,065    /o)    in der Plattenebene sich die Stossfugenbreite des Verlegungskittes von 8 mm auf 5 mm reduziert.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von mit Kunstharz getränkten, druckgehärteten Kohlenstoff-, insbesondere Graphitplatten zur Auskleidung von chemisch beanspruchten Apparaturen, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst im Strangpressverfahren Vierkantstäbe formt, die erhaltenen Vierkantstäbe anschliessend brennt, diese dann durch Schnitte senkrecht zur Stabachse in Platten zerlegt und die Kunstharzimprägnierung und Druckhärtung entweder vor oder nach dem Zerschneiden der Vierkantstäbe in die einzelnen Platten vornimmt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Vierkantstäbe von quadratischem Querschnitt formt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Vierkantstäbe vor dem Zerlegen graphitiert.