JPH02272095A - Method for control of puffing of coke produced from coal tar pitch - Google Patents

Method for control of puffing of coke produced from coal tar pitch

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JPH02272095A
JPH02272095A JP5482490A JP5482490A JPH02272095A JP H02272095 A JPH02272095 A JP H02272095A JP 5482490 A JP5482490 A JP 5482490A JP 5482490 A JP5482490 A JP 5482490A JP H02272095 A JPH02272095 A JP H02272095A
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JP
Japan
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coke
added
puffing
compound
coked
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Application number
JP5482490A
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Japanese (ja)
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Hubert Jaeger
フーベルト、イエーガー
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Sigri GmbH
Original Assignee
Sigri GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00—Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C10B57/06—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives

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Abstract

PURPOSE: To produce a coal pitch premium coke suitable for the production of high-load-withstanding graphite by adding at least partially soluble compound of Mg, Ca or the like to a starting coking material.
CONSTITUTION: Desirably 0,05-0.5 wt.% at least partially soluble compound such as a carboxylate, sulfonate or phenolate of a metal selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium is added to a starting coking material comprising coal tar pitch.
COPYRIGHT: (C)1990,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コールタールピッチから製造されたコークス
におけるパッフィング(1400〜2000℃の温度範
囲で生ずる不可逆的な体積膨張)を抑制する方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for suppressing puffing (irreversible volumetric expansion that occurs in the temperature range of 1400 to 2000°C) in coke produced from coal tar pitch.

本発明は、特に炭素からなる黒鉛化された成形体(以後
黒鉛体と呼ぶ)を製造するために原料として使用される
コークスに関する。
The present invention particularly relates to coke used as a raw material for producing graphitized bodies (hereinafter referred to as graphite bodies) made of carbon.

〔従来の技術〕 この種のコークスは、炭化水素又は炭素含有量の多い炭
化水素混合物、例えば熱タール、デカント油、熱分解油
、潤滑油抽出物又はコールタールピッチを、十分に空気
を遮断して特にディレイドコーキング法により熱分解す
ることによって製造される。更に小規模ではあるが室炉
法も使用することができる。
[Prior Art] This type of coke is made by mixing hydrocarbons or hydrocarbon mixtures with a high carbon content, such as hot tar, decant oil, pyrolysis oil, lubricating oil extract or coal tar pitch, with sufficient air exclusion. In particular, it is produced by pyrolysis using a delayed coking process. Furthermore, a chamber furnace method can also be used, although on a smaller scale.

黒鉛体は良好な電気及び熱伝導性、高い耐熱衝撃性、耐
腐食性、機械的強度及び傑出した温度安定性を有する。
Graphite bodies have good electrical and thermal conductivity, high thermal shock resistance, corrosion resistance, mechanical strength and outstanding temperature stability.

従うて黒鉛体は電熱及び電気化学工程または加工技術分
野において大量に使用される。主な使用分野は、直径7
00−まで及び長さ2700■までの黒鉛電極間に融解
熱を得るためアークを発生させる電気製鋼の分野である
。
Graphite bodies are therefore used in large quantities in electrothermal and electrochemical processes or processing technology. The main field of use is diameter 7
This is a field of electric steel making in which an arc is generated between graphite electrodes up to 00 mm and up to 2700 cm in length to obtain heat of fusion.

数週間を要する黒鉛体の製造は経費の嵩む多くの処理工
程を経て行われる。必要とされる諸原料は高価である。
The production of graphite bodies, which takes several weeks, involves a number of expensive processing steps. The raw materials required are expensive.

その結果黒鉛体は橿めて高価なものとなる。従って黒鉛
製造業者の最も重要な目的の1つは不良品の発生を最小
限に留め、利用価値の高い製品を製造することである。
As a result, graphite bodies become increasingly expensive. Therefore, one of the most important objectives of graphite manufacturers is to minimize the occurrence of defective products and to produce products with high utility value.

黒鉛体はコークス、炭化可能の結合材及び場合によって
は各種助剤の添加物から製造される。粉砕し、篩分けし
た後に得られるコークスフラクションから、上記の処方
゛に応じて乾燥物質のバッチを製造し、これを一般に加
熱状態で結合材と混合し、混合物を圧縮下に、例えば押
出成形法により成形体に加工する。成形体を700〜1
000℃までの温度で、結合材をコークスマトリックス
に変えながらコークス体に焼成し、このコークス体を電
気炉中で2500〜3000℃に加熱することにより黒
鉛体に変える。
Graphite bodies are produced from coke, a carbonizable binder and optionally various auxiliary additives. From the coke fraction obtained after crushing and sieving, a batch of dry material is produced according to the above recipe, which is generally mixed with a binder under heat and the mixture is processed under compression, e.g. by extrusion method. Processed into a molded body. 700 to 1 molded body
The coke body is calcined at a temperature of up to 000°C, converting the binder into a coke matrix, and the coke body is converted into a graphite body by heating to 2500-3000°C in an electric furnace.

最も重要なコークス原料は現今では石油コークス、特に
異方性の石油プレミアムコークスであり、これはしばし
ばその外見上の構造から針状コークスとも呼ばれる。こ
の針状コークスは低い熱膨張係数、低い電気抵抗、良好
な機械的強度及び高い熱伝導率のような極めて優れた特
性を有する。従ってこの針状コークスは電気製鋼炉用電
極のような最大負荷可能の黒鉛体の製造に使用される。
The most important coke raw material is currently petroleum coke, especially anisotropic petroleum premium coke, which is often also called needle coke because of its external structure. This needle coke has very good properties such as low coefficient of thermal expansion, low electrical resistance, good mechanical strength and high thermal conductivity. This needle coke is therefore used for producing graphite bodies capable of maximum loading, such as electrodes for electric steelmaking furnaces.

近年コールタールピッチから製造される高価なコークス
、いわゆるSt針状コークスが使用できるようになった
。しかしこの種のコークスからなる負荷可能の大型黒鉛
体の製造は、黒鉛化の際に亀裂が生じることにより多く
の不良品を生じることから不経済である。
In recent years, expensive coke produced from coal tar pitch, so-called St needle coke, has become available. However, the production of large, loadable graphite bodies made of this type of coke is uneconomical, since cracks occur during graphitization, resulting in a large number of rejects.

プレミアムコークスの製造はディレイドコーキング法に
より行われる。この場合高沸点のできるだけ芳香族性に
富んだ炭化水素混合物を炉中で、多くの場合管状炉中で
約500°Cに加熱し、次いでコークスドラムに送り、
ここで数時間にわたってコークス化を徐々に実施する。
Premium coke is manufactured using the delayed coking method. In this case, a high-boiling hydrocarbon mixture as aromatic as possible is heated in a furnace, often in a tube furnace, to approximately 500°C and then sent to a coke drum.
Coking is now carried out gradually over a period of several hours.

この過程は空気を遮断して行う、コークス化工程が終了
した後、得られた生コークスをコークスドラムから取り
出し、1200〜1400℃でか焼する。その際コーク
スの最終的な気孔系が構成され、揮発性物質の含有量は
1%未満に降下する。
This process is carried out with air excluded. After the coking process is completed, the obtained raw coke is taken out from the coke drum and calcined at 1200-1400°C. The final pore system of the coke is then formed and the content of volatile substances falls to less than 1%.

コークスの使用可能性はその構造、原料及び製造条件等
以外に、当業者が「パッフィング」と称する現象によつ
て決定的に影響される。パッフィングとは1400〜2
000℃の温度範囲で急激に生ずる不可逆的な体積膨張
を意味する。このパッフィングはコークスから製造され
た成形体内に機械的応力を生ぜしめ、これが構造内にミ
クロ及びマクロ大の亀裂を発生させると同時に、成形体
を破裂させることにより不良品を生ぜしめる。更に例え
ば機械的強度、電気抵抗及び熱伝導率のような黒鉛体の
重要な特性を劣化させる。パッフィングは徐々に加熱す
ることによって減少させることができる。しかしこれは
不経済でありまた品質を損なう。
The usability of coke is critically influenced, in addition to its structure, raw materials, manufacturing conditions, etc., by a phenomenon that those skilled in the art refer to as "puffing". What is puffing?1400~2
It refers to irreversible volume expansion that occurs rapidly in the temperature range of 1,000°C. This puffing creates mechanical stresses within the molded body made from coke, which generates micro- and macroscopic cracks in the structure and at the same time causes the molded body to rupture, resulting in rejects. Furthermore, important properties of the graphite body, such as mechanical strength, electrical resistance and thermal conductivity, are deteriorated. Puffing can be reduced by gradual heating. However, this is uneconomical and also impairs quality.

石油コークスの場合、パッフィングの原因は市販品にお
ける0、3〜1.5%の硫黄含有量にある。
In the case of petroleum coke, the cause of puffing is the sulfur content of 0.3-1.5% in commercial products.

例えば黒鉛化に際して炭素成形体に1400〜2000
℃の温度を施した場合、硫黄は急激に揮散し、これに伴
い著しいガス圧が生じることから、成形体に機械的応力
が発生し、亀裂を生じるおそれがある0石油コークスの
場合、パッフィングは適当な抑制剤を添加することによ
り著しく減少又は抑制することができる。パッフィング
抑制剤の提案数は多く、その使用に際しては常に黒鉛化
すべき成形体への微細な分配が問題となる。実際に添加
される抑制剤物質の量は混合物バッチのコークス成分に
対して1〜2%である。パッフィング抑制剤の使用に際
しての重大な欠点は、これにより黒鉛の熱膨張係数が高
くなることである。これは温度の変化に対するその安定
性を劣化し、製鋼電極における黒鉛の使用量を高める。
For example, during graphitization, the carbon molded body has a
When heated to temperatures of It can be significantly reduced or suppressed by adding suitable inhibitors. A large number of puffing inhibitors have been proposed, and their use always poses a problem of fine distribution into the shaped bodies to be graphitized. The amount of inhibitor material actually added is 1-2% based on the coke component of the mixture batch. A significant drawback in the use of puffing inhibitors is that they increase the coefficient of thermal expansion of graphite. This degrades its stability to changes in temperature and increases the usage of graphite in steelmaking electrodes.

従ってできるだけ有効な物質をできるだけ少ない量で使
用することが意図されなければならない。この課題は容
品には解決することができず、これに関して多(の提案
がなされている。
The aim must therefore be to use as effective a substance as possible in the smallest possible amount. This problem cannot be solved by packaging, and many proposals have been made in this regard.

ドイツ連邦共和国特許出願公告第1073368号明細
書には、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムのようなアル
カリ金属の塩をパッフィング抑制剤として使用すること
が記載されている。焼成後冷却した電極原料を炭酸ナト
リウム又は炭酸カリウム溶液で含浸させ、次いで黒鉛化
する。
German Patent Application No. 1073368 describes the use of alkali metal salts, such as sodium or potassium carbonate, as puffing inhibitors. The electrode raw material cooled after firing is impregnated with a sodium carbonate or potassium carbonate solution, and then graphitized.

仏国特許第1491497号明細書によれば、酸化クロ
ムをコークス−ピッチ混合物に加えることが開示されて
いる。この添加剤はパッフィング抑制作用の他に黒鉛化
触媒として作用する。
FR 1 491 497 discloses adding chromium oxide to coke-pitch mixtures. In addition to its anti-puffing effect, this additive also acts as a graphitization catalyst.

英国特許第733073号明細書には、クロム、鉄、銅
又はニッケルの酸化物をコークスの粉砕時に加え、この
ようにして次のピッチとの混合時にコークスの表面に微
細に分配させる方法が記載されている。これらの酸化物
は成形されかつ焼成された成形体の黒鉛化に際してパッ
フィング抑制剤として作用する。
GB 733073 describes a method in which oxides of chromium, iron, copper or nickel are added to the coke during crushing and are thus finely distributed on the surface of the coke when mixed with the subsequent pitch. ing. These oxides act as puffing inhibitors during the graphitization of the shaped and fired compacts.

米国特許第3563705号明細書は、鉄又はカルシウ
ム化合物と僅少量のチタン及びジルコニウム化合物とか
らなる混合物を、コークス及び結合材からなる混合物に
加えることによりて、パッフィングを阻止する方法を開
示するものである。
U.S. Pat. No. 3,563,705 discloses a method for inhibiting puffing by adding a mixture of iron or calcium compounds and trace amounts of titanium and zirconium compounds to a mixture of coke and binder. be.

米国特許第3338993号明細書には、同じ目的で弗
化カルシウム、弗化マグネシウム、弗化ストロンチウム
及び弗化バリウムを、生コークス又はか焼コークスと結
合材とからなる混合物に加えることが記載されている。
U.S. Pat. No. 3,338,993 describes adding calcium fluoride, magnesium fluoride, strontium fluoride and barium fluoride to a mixture of raw coke or calcined coke and a binder for the same purpose. There is.

米国特許第4308177号明細書によれば、塩素化ナ
フタリン添加剤は、ピッチ用のプレス助剤及び凝縮剤と
しての作用の他にパッフィング抑制作用をも有する。特
にクロロナフタリン及び酸化鉄、酸化クロム、酸化銅、
酸化コバルI・又は酸化マンガンのような抑制作用を有
する金属化合物並びにアルカリ土類金属弗化物を、各製
造成分の混合物に成形前に同時に加えた場合、相乗作用
によってパッフィング抑制効果は顕著に現れる。1〜3
%のカルシウムシアナミド又は炭化カルシウムを、硫黄
を結合しかつパッフィングを抑制する剤として焼成前の
生コークスに加えることは、米国特許第3642962
号明細書に開示されている。
According to US Pat. No. 4,308,177, chlorinated naphthalene additives, in addition to acting as pressing aids and condensing agents for pitch, also have anti-puffing effects. Especially chloronaphthalene and iron oxide, chromium oxide, copper oxide,
When a metal compound having an inhibitory effect such as cobal I oxide or manganese oxide and an alkaline earth metal fluoride are simultaneously added to the mixture of each manufacturing component before molding, the puffing inhibiting effect becomes remarkable due to the synergistic effect. 1-3
Adding % of calcium cyanamide or calcium carbide to green coke before firing as an agent to bind sulfur and inhibit puffing is described in U.S. Pat. No. 3,642,962.
It is disclosed in the specification of No.

米国特許第4312745号及び同第4334980号
明細書は、パッフィングを起さないコークスの製造法に
関するものである。このため硫黄を含む使用物質にクロ
ム化合物、有利には酸化クロム(米国特許第43127
45号明細書)又は鉄化合物、有利には酸化鉄又は弗化
カルシウム(米国特許第4334980号明細書)を加
え、次いでディレイドコーキング法によりコークスを製
造する。
US Pat. No. 4,312,745 and US Pat. No. 4,334,980 relate to a method for producing coke that does not cause puffing. For this purpose, the sulfur-containing substances used are chromium compounds, preferably chromium oxide (US Pat. No. 43,127).
45) or an iron compound, advantageously iron oxide or calcium fluoride (US Pat. No. 4,334,980), and then the coke is produced by a delayed coking process.

これらの公知のすべての方法は石油コークスを製造又は
加工する際に抑制剤を加えることに関するものである。
All these known methods involve adding inhibitors during the production or processing of petroleum coke.

これらの方法は妥協的解決法であり、部分的に重大な欠
点を有する。すなわち金属化合物の添加により黒鉛体内
での灰分の発生量が増加する。こうして製造された黒鉛
生成物は純粋な黒鉛を必要とする目的に対しては使用し
得ないか又は費用の嵩む精製処理後にのみ使用すること
ができるにすぎない、熱膨張係数を高めることと関連す
るこの欠点についてはすでに詳述した。先に提案された
パッフィング抑制剤の多くはその取り扱いにおいて問題
を有するかないしはその製造過程で健康を害し、腐食し
、環境を汚染する放出物(弗化物、塩化物、硝酸塩、ク
ロム化合物、銅化合物、ニッケル化合物、コバルト化合
物、クロロナフタリン)を生じる。アルカリ金属及びア
ルカリ土類金属、更には鉄化合物は炭素の酸化に触媒的
に作用し、すべての高温使用にとって好ましくない、最
後にすべての添加剤はその調達、仕上げ及び使用に関し
て出費を要する。
These methods are compromise solutions and some have significant drawbacks. In other words, the amount of ash generated within the graphite body increases with the addition of the metal compound. The graphite products thus produced cannot be used for purposes requiring pure graphite or can only be used after expensive purification treatments, associated with increasing the coefficient of thermal expansion. This drawback has already been detailed. Many of the previously proposed anti-puffing agents have problems in their handling or their manufacturing process produces harmful, corrosive, and environmentally polluting emissions (fluorides, chlorides, nitrates, chromium compounds, copper). compounds, nickel compounds, cobalt compounds, chloronaphthalene). Alkali metals and alkaline earth metals, as well as iron compounds, catalyze the oxidation of carbon and are undesirable for all high-temperature applications, and finally all additives require expense in their procurement, preparation and use.

コールタールピッチから製造されたコークスを使用した
場合には特別な問題が存在する。
Special problems exist when using coke made from coal tar pitch.

種々の研究(タフカー(K、 W、 Tucker)そ
の他によるr13th  バイアニュアル・コンファレ
ンス・オン・カーボン・イン・ツービン/カリフォルニ
ア(13th Biennial Cor+4eren
ce on Carbonin Irvine / C
a1if、) J Extended Abstrac
ts、第191.192頁及びレチジア(T、 Let
izia)、ワグナ−(M、 B、 Wagner)に
よるr16thパイアニュアル・コンファレンス・オン
・カーボン・イン・サンディエゴ、カリフォルニア(1
6thBiennial Conference on
 Carbon in San Diego / Ca
1if、) J Extended Abstract
s、第593.594真並びにモリス(E、 G、Mo
rris)その他による、同書、第595.596頁〕
及び工業的加工処理に際しての諸経験は、石油コークス
に関して硫黄含有量の高さとパッフィングとの間に存在
する相関性が石炭ピッチコークスに対しては当てはまら
ないこと、また特にStコークス及びSt針状コークス
のパッフィングが、石油コークス用の例えば酸化鉄又は
酸化クロムのような常用の抑制剤の添加によってはまっ
たく減少しないか又は十分には減少、することができな
いことを示す、硫黄を含有することは石油コークスでは
実際にパッフィングの原因とはならないが、Stコーク
ス又はSt針状コークスでは顕著なパッフィングを引き
起こす。
Various studies (K, W, Tucker and others) r13th Biennial Conference on Carbon in Two Bins/California
ce on Carbonin Irvine / C
a1if,) J Extended Abstract
ts, pages 191 and 192 and Letizia (T, Let
R16th Annual Conference on Carbon in San Diego, California (1
6th Biennial Conference on
Carbon in San Diego / Ca
1if,) J Extended Abstract
s, 593.594 true and Morris (E, G, Mo
(ibid., pp. 595 and 596)
and experience in industrial processing shows that the correlation that exists between high sulfur content and puffing for petroleum coke does not hold true for coal pitch coke, and in particular for St coke and St needle coke. Containing sulfur indicates that the puffing of petroleum coke is not reduced at all or cannot be reduced sufficiently by the addition of conventional inhibitors such as iron oxide or chromium oxide for petroleum coke. Coke does not actually cause puffing, but St coke or St needle coke causes significant puffing.

従って石油コークスのパッフィングをコールタールピッ
チから製造されたコークスのパッフィングと比較するこ
とはできない、従って当業者においては、コールタール
ピッチから製造されたコークスの場合、硫黄の他に特に
例えば窒素含有物のような他の影1因子もパッフィング
の原因であると考えられており、Stコークスの1異常
バツフイングとして論及されている。
It is therefore not possible to compare the puffing of petroleum coke with the puffing of coke produced from coal tar pitch, and it is therefore clear to those skilled in the art that in the case of coke produced from coal tar pitch, in addition to sulfur, in particular Other shadow 1 factors such as 1 are also considered to be the cause of puffing and have been discussed as 1 abnormal buffing of St coke.

異常パッフィングのこの性質は、石油コークス用の多数
のパッフィング抑制剤が存在するにもかかわらず、その
原料の入手可能性及び品質に関する理由からまた経済的
理由からも有利である、Stコークス及び石油プレミア
ムコークスとほぼ同等のSt針状コークスを例えば鋼製
造用電極のような大型の黒鉛体の経済的製造に使用する
ことをこれまで妨げてきた。
This property of abnormal puffing is advantageous for reasons regarding the availability and quality of its raw materials as well as for economic reasons, despite the existence of a large number of puffing inhibitors for petroleum coke and petroleum premium. This has hitherto prevented the use of St needle coke, which is approximately equivalent to coke, for the economical production of large graphite bodies, such as electrodes for steel production.

(発明が解決しようとする課H] 従って本発明の課題は、 (1)パッフィングを起さないか又は黒鉛体の製造には
害とならないパッフィングを生じ、石炭ピッチコークス
、特に石炭ピッチ−針状コークスを製造する方法を提供
すること、 (2)  添加した抑制剤金属の量を、石油コークスで
実際に使用される方法に比べて減少させること、(3)
有害な放出物をもはや発生せず、また上記の他の欠点を
実際にほとんど生じない抑制剤を便用すること にある。
(Problem H to be Solved by the Invention) Therefore, the problems of the present invention are as follows: To provide a method for producing coke; (2) to reduce the amount of added inhibitor metal compared to methods actually used in petroleum coke; (3)
The object of the present invention is to use inhibitors which no longer generate harmful emissions and which practically do not suffer from the other drawbacks mentioned above.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

二のtlIN!Iは本発明によれば、コークスを製造す
るための出発物質にコースク化前又はコークス化中に、
これらの出発物質に少なくとも部分的に溶解するマグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムの群
からの金属の化合物を少なくとも1種加えることによっ
て解決される。本発明による添加剤としては特にスルホ
ン酸塩、カルボン酸塩及び石炭酸塩の群からなるアルカ
リ土類金属化合物を単独又は混合物として使用する。ス
ルホン酸塩は一般式2 (R−3o、)−金属(式中R
は炭素原子数25〜70のアルキル鎖であり、金属はM
 g s Ca % S r及びBaの群からの金属で
ある)によって特徴づけられる。カルボン酸塩は一般式
2 (R−Coo)”金属(式中Rは炭素原子を少なく
とも8個また最高400個有るアルキル基であり、金属
はMg、Ca、Sr及びBaの群からの金属である)に
よって示される。石炭酸塩は一般式2 (R−C,H,
−0)−金属(式中Rはフェノールの芳香環に結合した
、炭素原子を少なくとも8個また最高400個有る側鎖
であり、金属はMg、Ca、Sr及びBaの群からの金
属である)によって示される。この種の化合物はLub
rizol Corporation社<29400 
Lak@1and Boulavard、 Wickl
ifL 0hio 44092 ・US^在)から購入
することができる。これらの化合物は有利には、コーク
ス化すべき材料に対するアルカリ土類金属の含有量が0
.05〜0.5重量%であるような量で加える。上記の
各化合物の代わりに、コークス化すべき材料に少なくと
も部分的に溶解する、有機基を有する他のアルカリ土類
金属化合物、例えば(R−OC3S)”型のキサントゲ
ン酸塩、〔(RO)I PSS)−型のジチオ燐酸塩、
(R,NC55)−型のジチオカルバミン酸塩、RSH
型のメルカプタン、(R3Oz)−型のアルキル置換ア
リールスルホン酸塩、(RO3O3)−型のアルキル硫
酸塩(その際Rは炭素原子を少なくとも7個有する脂肪
族基又は混合脂肪族−芳香族基である)及びアリールス
ルホン酸塩並びにアリール置換石炭酸塩を使用すること
もできる。コークス化すべき材料に溶解することによっ
てパッフィング抑制剤は可能な限り微細に、すなわち分
子的に分配された状態で存在する。
Second tlIN! According to the invention, I is added to the starting material for producing coke before or during coking,
The solution is to add at least one compound of a metal from the group of magnesium, calcium, strontium and barium which is at least partially soluble in these starting materials. As additives according to the invention, in particular alkaline earth metal compounds from the group of sulfonates, carboxylates and carbonates are used, alone or in mixtures. The sulfonate has the general formula 2 (R-3o,)-metal (where R
is an alkyl chain having 25 to 70 carbon atoms, and the metal is M
g s Ca % S r and a metal from the group of Ba). The carboxylic acid salt has the general formula 2 (R-Coo)"metal, where R is an alkyl group having at least 8 and up to 400 carbon atoms, and the metal is a metal from the group Mg, Ca, Sr and Ba. The carbonate is represented by the general formula 2 (R-C,H,
-0)-metal, where R is a side chain of at least 8 and up to 400 carbon atoms attached to the aromatic ring of the phenol, and the metal is a metal from the group Mg, Ca, Sr and Ba. ). This type of compound is Lub
rizol Corporation<29400
Lak @ 1 and Boulavard, Wickl
It can be purchased from ifL 0hio 44092 (located in the US). These compounds advantageously have a content of alkaline earth metals of zero in the material to be coked.
.. 05-0.5% by weight. Instead of each of the above-mentioned compounds, other alkaline earth metal compounds with organic groups can be used, which are at least partially soluble in the material to be coked, such as xanthates of the type (R-OC3S), [(RO)I PSS)-type dithiophosphates,
(R,NC55)-type dithiocarbamate, RSH
mercaptans of the type (R3Oz)-, alkyl-substituted arylsulfonates of the (R3Oz)-type, alkyl sulfates of the (RO3O3)-type, where R is an aliphatic group or a mixed aliphatic-aromatic group having at least 7 carbon atoms; ) and aryl sulfonates and aryl-substituted carbonates can also be used. By being dissolved in the material to be coked, the puffing inhibitor is present as finely as possible, ie in a molecularly distributed manner.

これらの物質の添加は、該物質がコークス化すべき材料
の全量に均一に分配されるように行う必要があり、これ
により物質は後にコークスの各体積成分に均一に分配さ
れそこでのパッフィングを抑制することができる。この
処置は、使用物質に少なくとも部分的に熔解する材料に
溶かすか又は使用物質に少なくとも部分的に溶解する物
質に分散させ、次いで使用物質に適当な運搬装置を用い
て、例えば配置ポンプを介してこの処理経過中に連続的
にかつ適当な重量比で加えることより有利に行うことが
できる。抑制剤はもちろん不連続的又は増率連続的な操
作で相応する量を使用物質に撹拌装入し、溶解させるこ
ともできる。
The addition of these substances must be carried out in such a way that they are evenly distributed over the entire volume of material to be coked, so that they are later evenly distributed in each volumetric component of the coke and suppress puffing there. be able to. This procedure consists of dissolving or dispersing in a material that is at least partially soluble in the use substance and then using a conveying device suitable for the use substance, e.g. via a placement pump. This can be advantageously carried out by adding continuously and in suitable weight ratios during the course of the process. The inhibitor can, of course, also be stirred into the material to be used in a corresponding amount and dissolved in a batchwise or incrementally continuous operation.

使用物質への抑制剤の添加は、処理工程の種々の箇所で
、また公知の配置及び搬送装置を用いて行うことができ
る。この添加処理はディレイドコーキング法では、使用
物質を加熱器又は管状炉に搬送する搬送装置又はポンプ
の前方で行うのが有利である0選択的にこの添加を例え
ば加熱器からコークスドラムへの入口までの区間で、直
接コークスドラムへの充填過程中にか又はコークスドラ
ム内での気泡の発生を調整する物質と一緒に実施するこ
ともできる。更に当業者にとって周知でありまた適当に
利用することのできる他の可能性も存在する。
The addition of the inhibitor to the materials used can be carried out at various points in the process and using known arrangements and conveying devices. In the delayed coking process, this addition is advantageously carried out upstream of the conveying device or pump that conveys the material to the heater or tube furnace.Optionally, this addition is carried out, for example, from the heater to the inlet to the coke drum. It can also be carried out directly during the filling process into the coke drum or together with substances that regulate the formation of air bubbles in the coke drum. Furthermore, other possibilities exist which are well known to the person skilled in the art and can be used appropriately.

本発明によるアルカリ土類金属化合物は、コークス化す
べき材料中のそれぞれのアルカリ土類金属含有量が少な
くとも0.05重量%であるような量で加える。添加さ
れる抑制剤の上限はコークスの所望の性質によって左右
され、実験により確認する必要がある。これは一般に便
用物質中のその都度のアルカリ土類金属含有量に対して
0.5重量%である。
The alkaline earth metal compounds according to the invention are added in such amounts that the respective alkaline earth metal content in the material to be coked is at least 0.05% by weight. The upper limit for the amount of inhibitor added depends on the desired properties of the coke and must be confirmed experimentally. This is generally 0.5% by weight, based on the respective alkaline earth metal content in the toilet material.

(発明の効果〕 本発明の利点は、パッフィングを抑制しまたこれにより
例えば電気製鋼用高負荷電橋のような高負荷可能の黒鉛
体を製造するのに適した石炭ピッチコークス、特に石炭
ピッチプレミアムコークスの製造を可能とすることにあ
る。
(Effects of the Invention) An advantage of the present invention is that the coal pitch coke, especially the coal pitch premium, is suitable for suppressing puffing and thereby producing graphite bodies capable of high loads such as high load electric bridges for electric steel manufacturing. The purpose is to enable the production of coke.

更に本発明方法の場合添加した抑制剤金属の量は、石油
コークスでの方法、及びドイツ連邦共和国特許出願公開
第3907156号明細書による使用勧賞に不溶性の添
加剤を用いての石炭ピッチコークスでの方法と比べて、
同等の作用効果を得るのに、少なくとも半分の量に減少
させることができる。これにより灰分を生じる酸化の必
要な物質の含を量は極端に低下する。熱膨張係数の劣化
は、これが工業的にもはや無視し得るほど僅少である。
Furthermore, the amount of inhibitor metal added in the case of the process according to the invention differs from that in the process with petroleum coke and in the process with coal pitch coke using insoluble additives according to DE 39 07 156 A1. Compared to the method
The amount can be reduced by at least half to obtain the same effect. As a result, the content of substances that require oxidation to form ash is extremely reduced. The deterioration of the coefficient of thermal expansion is so slight that it can be ignored industrially.

有害な放出物はもはや生じない。Harmful emissions no longer occur.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を以下実施例に基づき説明する。 The present invention will be explained below based on Examples.

針状コークスを製造するのに適した微粉末状コールター
ルピッチ〔α樹脂0.5%、β樹1i31.2%、γ樹
脂29.0%、コークス化残渣54.1%(D[N51
905による)、軟化点84.0℃(DIN52025
による)〕を、スルホン酸マグネシウム(炭素原子数2
5〜70のアルキル側鎖成分、マグネシウム含有量9重
量%、硫黄含有量22重量%、Lubrizo1社商品
名0362052)、カルボン酸カルシウム(炭素原子
数8〜12のアルキル側鎖成分、カルシウム含有量15
重量%、密度1.15 g /Cl5Lubrizo1
社商品名0368150)、及び石炭酸バリウム(炭素
原子数8〜12のアルキル側鎖成分、バリウム含有量2
7゜5重量%、密度1.31 g /(1m” 、Lu
brizo1社商品名L2106)の1種を含むそれぞ
れ独自のバッチに、コールタールピッチに対し抑制剤金
属的0゜5重量%に相当するような量で加えた。別の1
つのバッチに、コールタールピッチに対し抑制剤金属0
.25重量%に相当するような量で同じ型の石炭酸バリ
ウムを加えた。1種のバッチは比較のため添加物を加え
なかった。各バッチの各々を加熱可能の捏和機内で混合
し、次いで環状室炉内で1050℃まで加熱した。その
際コークス化相中の温度勾配は2に/hであった。こう
して得られた各石炭ピッチコークスはそのパッフィング
挙動以外は異ならず、次の特性値を有していた。硫黄含
有量0.34±0.02%<DIN51724T1によ
る)、水素含有量0.066±0.0 O8%(DI8
51912による)、密度2.122±O,OO4g/
cm”  (D IN51901による)、線熱膨張係
数(CTE)α35±0.05xlO−”xK−’ (
D[N51909による)、サンプルを製造するため各
コークスをバッチに応じて別々にハンマーミル中で最大
粒径1鴫に粉砕し、その後コークス100重量部に対し
てコールタールピッチ(軟化点89℃(DIN5202
5による)、コークス化残渣59%(DI851905
による)、キノリンネ溶性12%(DIN51921に
よる)〕330重量を加熱可能のZ型アーム混線機で1
30℃で20分間混合した。この混合物をコンパウンド
温度110℃で直径50■、長さ80■のブロックプレ
ス成形体に成形した。このプレス成形体を温度勾配的4
に/hの室炉中で800℃までの温度でfiした。こう
して得られたコークス体から8X8X60醜の大きさの
サンプルを切り取り、動的なパッフィングの測定をワグ
ナ−(L H。
Finely powdered coal tar pitch suitable for producing needle coke [α resin 0.5%, β resin 1i 31.2%, γ resin 29.0%, coking residue 54.1% (D[N51
905), softening point 84.0°C (DIN52025
)], magnesium sulfonate (2 carbon atoms)
Calcium carboxylate (alkyl side chain component having 8 to 12 carbon atoms, calcium content 15%)
Weight%, density 1.15 g/Cl5Lubrizo1
0368150), and barium carbonate (alkyl side chain component having 8 to 12 carbon atoms, barium content 2
7°5% by weight, density 1.31 g/(1m”, Lu
brizo 1 (trade name L2106) in an amount corresponding to 0.5% by weight of the inhibitor metal based on the coal tar pitch. another one
Inhibitor metal 0 for coal tar pitch in one batch
.. Barium carbonate of the same type was added in an amount corresponding to 25% by weight. One batch had no additives added for comparison. Each batch was individually mixed in a heatable kneader and then heated to 1050° C. in an annular chamber furnace. The temperature gradient in the coking phase was 2/h. The coal pitch cokes thus obtained were the same except for their puffing behavior, and had the following characteristic values. Sulfur content 0.34±0.02% <according to DIN51724T1), hydrogen content 0.066±0.0 O8% (DI8
51912), density 2.122±O, OO4g/
cm" (according to D IN51901), coefficient of linear thermal expansion (CTE) α35±0.05xlO-"xK-' (
D [according to N51909], to prepare the samples, each coke was ground separately according to the batch in a hammer mill to a maximum particle size of 1 ounce, and then 100 parts by weight of coke was ground with coal tar pitch (softening point 89°C). DIN5202
5), coking residue 59% (DI851905)
(according to DIN 51921), quinoline solubility 12% (according to DIN 51921)].
Mixed for 20 minutes at 30°C. This mixture was molded into a block press molding having a diameter of 50 cm and a length of 80 cm at a compounding temperature of 110°C. This press-formed body is heated under a temperature gradient of 4
It was heated at temperatures up to 800° C. in an indoor furnace at 1/h. A sample of 8X8X60 size was cut from the coke body thus obtained, and the dynamic puffing was measured by Wagner (LH).

Wagnet)その他による「ハイ・テンバラチャーズ
1ハイ0プレッシャーズ(High Temperat
ures旧gh Pressures) J 13.1
53.1981年に記載されている高温連接桿膨張計を
用いて1400〜2400℃の温度範囲で行った。パッ
フィングの尺度として測定範囲で合計した体積膨張率を
用いた。これらの値はサンプルの線膨張率からΔ体積−
3Δ長さに基づき夏山した。結果を次表に示す。
"High Temperat 1 High 0 Pressures" by Wagner and others.
ures (formerly GH Pressures) J 13.1
53. It was carried out in the temperature range of 1400 to 2400°C using a high temperature articulating rod dilatometer described in 1981. The volume expansion coefficient summed over the measurement range was used as a measure of puffing. These values are calculated from the coefficient of linear expansion of the sample by Δvolume−
Summer mountain based on 3Δ length. The results are shown in the table below.

表中のこれらの値は、アルカリ土類金属、特にバリウム
が石炭ピッチコークスでのパッフィング抑制剤として良
好に作用することを示している。
These values in the table indicate that alkaline earth metals, especially barium, work well as puffing inhibitors in coal pitch coke.

更に石油コークスの場合よりも著しく低い濃度の抑制剤
を用いて処理し得ることを示す0石油コークスで抑制剤
として有用な鉄が役に立たないことは明らかである。
Furthermore, it is clear that iron, which is useful as an inhibitor, is of no use in petroleum coke, which shows that it can be treated with significantly lower concentrations of inhibitor than in petroleum coke.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)石炭ピッチコークスにおけるパッフィング(140
0〜2000℃の温度範囲で生ずる不可逆的な体積膨張
)を添加剤により抑制する方法において、コークスを製
造するための出発物質にコークス化前又はコークス化中
に、これらの出発物質に少なくとも部分的に溶解するマ
グネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウム
の群からの金属の化合物を少なくとも1種加えることを
特徴とするコールタールピッチから製造されたコークス
のパッフィング抑制法。 2)アルカリ土類金属スルホン酸塩の群からの化合物を
加えることを特徴とする請求項1記載の方法。 3)アルカリ土類金属カルボン酸塩の群からの化合物を
加えることを特徴とする請求項1記載の方法。 4)アルカリ土類金属石炭酸塩の群からの化合物を加え
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 5)請求項1ないし4の1つに記載の化合物の少なくと
も2種を混合物の形で加えることを特徴とする請求項1
記載の方法。 6)化合物を、コークス化すべき材料に対してそのアル
カリ土類金属含有量が0.05〜0.5重量%に相当す
る量で加えることを特徴とすする請求項1ないし5の1
つに記載の方法。 7)請求項1ないし4の1つに記載した化合物をコーク
ス化すべき材料に添加する前に、それらの材料に少なく
とも部分的に溶解する物質に溶かすか、又は先の材料に
少なくとも部分的に溶解する物質に分散させることを特
徴とする請求項1ないし6の1つに記載の方法。 8)請求項1ないし4の1つに記載の化合物をコークス
化すべき材料に運搬過程で連続的にかつ適当な重量費で
加えることを特徴とする請求項1ないし7の1つに記載
の方法。 9)ディレイドコーキング法を適用する場合、請求項1
ないし4の1つに記載の化合物をコークス化すべき材料
に管状炉の前で加えることを特徴とする請求項1ないし
8の1つに記載の方法。 10)ディレイドコーキング法を適用する場合、請求項
1ないし4の1つに記載の化合物をコークス化すべき材
料にコークスドラムへの圧入前又はその際に加えること
を特徴とする請求項1ないし8の1つに記載の方法。
[Claims] 1) Puffing in coal pitch coke (140
In a method for suppressing the irreversible volumetric expansion (occurring in the temperature range from 0 to 2000°C) by means of additives, the starting materials for producing coke are at least partially added to the starting materials before or during coking. 1. A method for suppressing puffing of coke produced from coal tar pitch, characterized in that at least one compound of a metal from the group of magnesium, calcium, strontium and barium is dissolved in the coal tar pitch. 2) Process according to claim 1, characterized in that a compound from the group of alkaline earth metal sulfonates is added. 3) Process according to claim 1, characterized in that a compound from the group of alkaline earth metal carboxylates is added. 4) Process according to claim 1, characterized in that a compound from the group of alkaline earth metal carbonates is added. 5) Claim 1, characterized in that at least two of the compounds according to one of claims 1 to 4 are added in the form of a mixture.
Method described. 6) The compound is added in an amount corresponding to an alkaline earth metal content of 0.05 to 0.5% by weight based on the material to be coked.
The method described in. 7) Before adding the compound according to one of claims 1 to 4 to the materials to be coked, it is dissolved in a substance that is at least partially soluble in those materials or at least partially dissolved in said material. 7. A method according to claim 1, characterized in that the method is dispersed in a substance that contains 8) Process according to one of claims 1 to 7, characterized in that the compound according to one of claims 1 to 4 is added to the material to be coked continuously during the conveying process and at a suitable weight rate. . 9) When applying the delayed coking method, claim 1
9. Process according to claim 1, characterized in that the compound according to one of claims 1 to 4 is added to the material to be coked before the tube furnace. 10) When the delayed coking method is applied, the compound according to any one of claims 1 to 4 is added to the material to be coked before or during press-fitting into a coke drum. The method described in one.
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