Вуглецевий виріб, спосіб виготовлення вуглецевого виробу і його застосування
Формула / Реферат
1. Вуглецевий виріб, отриманий випалюванням суміші, що містить щонайменше кокс, який відрізняється тим, що кокс має ступінь графітизації по Майру і Мерінгу, що становить 0,50 або менше після термічної обробки коксу при 2800 °C, згідно з обчисленням по середній відстані між шарами с/2, причому розмір зерен коксу перевищує 0,5 мм.
2. Вуглецевий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що кокс мас сферичну морфологію.
3. Вуглецевий виріб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кокс міститься в кількості, що становить не більше ніж 25 мас. %, переважно від 10 мас. % до 20 мас. %, відносно маси сухої суміші.
4. Вуглецевий виріб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що кокс має структуру типу цибулинного лушпиння.
5. Вуглецевий виріб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що кокс має питому поверхню за методом BET, що становить від 20 до 40 м2/г.
6. Вуглецевий виріб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що він являє собою катодний блок або цеглу для доменної печі.
7. Вуглецевий виріб за п. 6, який відрізняється тим, що катодний блок являє собою графітизований катодний блок.
8. Спосіб одержання вуглецевого виробу, який включає стадію змішування антрациту, графіту і коксу або їх сумішей щонайменше з одним зв'язувальним матеріалом з групи зв'язувальних матеріалів на нафтовій або вугільній основі, а також зв'язувальних матеріалів на основі синтетичних полімерів і будь-яких сумішей вказаних зв'язувальних матеріалів, надання суміші заданої форми, випалювання формованої суміші, який відрізняється тим, що кокс має ступінь графітизації по Майру і Мерінгу, що становить 0,50 або менше після термічної обробки коксу при 2800 °C, згідно з обчисленням по середній відстані між шарами с/2, причому розмір зерен коксу перевищує 0,5 мм.
9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що в суміш перед формуванням і випалюванням вводять добавки і/або формовану суміш піддають графітизації.
10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що кокс має сферичну морфологію.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що кокс зі сферичною морфологією додають у кількості, що становить не більше ніж 25 мас. %, переважно від 10 мас. % до 20 мас. %, відносно маси сухої суміші.
12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що кокс зі сферичною морфологією має структуру типу цибулинного лушпиння.
13. Спосіб за будь-яким з пп. 8-12, який відрізняється тим, що кокс зі сферичною морфологією має питому поверхню за методом BET, що становить від 20 до 40 м2/г.
14. Застосування вуглецевого виробу за будь-яким з пп. 1-7 як катодного блока комірки електролізера для виробництва алюмінію.
15. Застосування за п. 14, яке відрізняється тим, що вуглецевий виріб виготовлений способом за будь-яким з пп. 8-13.
16. Застосування вуглецевого виробу за будь-яким з пп. 1-7 як цегли доменної печі для виробництва заліза.
17. Застосування за п. 16, яке відрізняється тим, що вуглецевий виріб виготовлений способом за будь-яким з пп. 8-13.
Текст
Реферат: Винахід стосується вуглецевого виробу, який виробляють випалюванням суміші, що містить щонайменше кокс. Згідно з даним винаходом, даний кокс являє собою кокс з низькою графітизацією. Крім того, даний винахід стосується способу виготовлення вуглецевого виробу, причому цей спосіб включає стадії змішування антрациту, графіту і/або коксу або їх сумішей щонайменше з одним зв'язувальним матеріалом з групи зв'язувальних матеріалів на нафтовій або вугільній основі, а також зв'язувальних матеріалів на основі синтетичних полімерів і будьяких сумішей вказаних зв'язувальних матеріалів і необов'язкових добавок, надавання суміші заданої форми, випалювання формованої суміші і необов'язкової графітизації випаленого формованого виробу, де кокс являє собою кокс з низькою графітизацією. UA 106294 C2 (12) UA 106294 C2 UA 106294 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується вуглецевого виробу, способу виготовлення вуглецевого виробу і його використання. Вуглецеві вироби використовують як компоненти в хімічній промисловості, де на них часто впливають агресивні хімічні реагенти і високі температури. До таких компонентів пред'являються високі вимоги, і вони мають обмежений термін служби. Катоди, виготовлені з неграфітизованого вуглецю і графіту, використовують, наприклад, як донне облицювання алюмінієвих електролізерів. Ці матеріали поєднують дуже хорошу питому електропровідність з високою термічною стійкістю і хімічною стійкістю. Графітизовані катоди, зокрема, є придатними для сучасних високоамперних електролізерів внаслідок своєї чудової питомої електропровідності. Однак ці електролізери, в тому числі, наприклад, катоди на основі антрациту, піддаються сильній ерозії в процесі роботи. Ерозія зосереджена на краях катодів, де переважає струм високої густини, в результаті чого розвивається W-подібний профіль. Механічні впливи також відіграють чималу роль, тому що шар розплавленого алюмінію на поверхні катода знаходиться в постійному русі в результаті сильних магнітних полів. Крім того, відбувається і хімічний вплив за рахунок компонентів електролізної ванни. Обидва типи ерозії обмежують термін служби катодних блоків і, таким чином, електролізера. Катод, який повинен усувати ці проблеми, описаний в FR 2821365. Цей катод містить вуглецевий продукт, який реагує з натрієм навіть після обробки при температурі вище 2400 °C. Натрій надходить з кріоліту, який, як правило, додають в електролізну ванну. Вогнетривкі блоки доменних печей також виготовляють з неграфітового вуглецю або графіту. Ерозія блоків доменних печей переважно виникає в області випускного отвору доменної печі і являє собою технічну проблему доменних печей для виробництва заліза. Тут, зокрема, розплавлене неочищене залізо надмірно впливає на графітову і вуглецеву футерівку як хімічно, так і механічно. Таким чином, існує проблема того, що вуглецевий виріб піддається хімічній і механічній ерозії, що, природно, скорочує його термін служби. Отже, задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати вуглецевий виріб, який має тривалий термін служби. Згідно з даним винаходом, цю задачу вирішує вуглецевий виріб за п. 1 формули винаходу і спосіб за п. 10 формули винаходу. Згідно з даним винаходом, запропонований вуглецевий виріб, що виготовляється випалюванням суміші, яка містить щонайменше кокс, причому цей кокс являє собою кокс з низькою графітованістю. Кокс з низькою графітованістю має високу твердість і міцність на стирання навіть після впливу високої температури в процесі виробництва, яка становить, наприклад, аж до 3000 °C. Внаслідок додавання коксу з низькою графітованістю міцність на стирання поверхні вуглецевого виробу збільшується в порівнянні з традиційними вуглецевими виробами без додавання коксу з низькою графітованістю згідно з даним винаходом. Кокс з низькою графітованістю виступає, зокрема, як засіб, що надає високу міцність на стирання. Кокс з низькою графітованістю переважно надає підвищену об'ємну густину вуглецевому виробу в порівнянні з традиційними вуглецевими виробами. Даний кокс переважно являє собою кокс зі сферичною морфологією. Завдяки своїй приблизно сферичній геометрії кокс підвищує сипкість маси при формуванні вуглецевого виробу. Таким чином, вуглецевий виріб переважно має більш високу об'ємну густину, ніж традиційні вуглецеві вироби. Таким чином, вуглецевий виріб переважно також має високу зносостійкість. Крім коксу, який має низьку графітованість, згідно з даним винаходом, вуглецевий виріб переважно виготовляють, використовуючи антрацит, графіт і/або традиційний кокс, наприклад, нафтовий кокс або кам'яновугільний пековий кокс щонайменше один зв'язувальний матеріал, наприклад, з групи зв'язувальних матеріалів на нафтовій основі або на вугільній основі, таких як гудрон, нафтовий пек, кам'яновугільний пек, бітум, фенольний полімер або фурановий полімер, і необов'язкові добавки, такі як вуглецеві волокна. Вихідні матеріали, перераховані вище, можуть містити зерна різних розмірів. Відомі склади, що містять вищезазначені вихідні матеріали, для традиційних вуглецевих виробів, наприклад, катодного блока, або для доменної печі. При використанні вуглецевих виробів, які традиційно містять нафтовий кокс і/або кам'яновугільний пековий кокс, переважно щонайменше деяка частина нафтового коксу і/або кам'яновугільного пекового коксу замінюється коксом з низькою графітованістю. У переважному варіанті здійснення ступінь графітизації згідно з Майром (Maire) і Мерінгом (Mehring) становить максимально 0,5 або менше після термічної обробки коксу з низькою графітованістю при 2800 °C, згідно з обчисленням по середній відстані між шарами с/2. В 1 UA 106294 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 процесі графітизації вуглецевого виробу при температурі аж до 3000 °C кокс утворює графітову структуру в дуже малій або нульовій мірі і, таким чином, зберігає свою міцність на стирання і високу твердість. У ще одному переважному варіанті здійснення розмір зерен коксу з низькою графітованістю переважно перевищує 0,5 мм. Якщо вуглецевий виріб повинен мати задану питому електропровідність, кокс з низькою графітованістю повинен бути присутнім у вуглецевому виробі в кількості, що становить не більше ніж 25 % відносно маси сухої суміші. Переважніше кокс присутній у вуглецевому виробі в кількості, що становить від 10 % до 20 % по вазі відносно маси сухої суміші. Завдяки своїй сферичній морфології кокс з низькою графітованістю являє собою формувальну добавку, за допомогою якої може бути одержана більш висока об'ємна густина вуглецевого виробу в порівнянні з традиційним вуглецевим виробом. У переважному варіанті здійснення кокс має форму від сферичної до злегка еліпсоїдальної. Крім того, він переважно має структуру типу цибулинного лушпиння, яка відповідає його низькій графітованості. У контексті даного винаходу термін "структура типу цибулинного лушпиння" означає багатошарову структуру, що містить внутрішній шар з формою від сферичної до еліпсоїдальної, який покривають повністю або частково щонайменше одним проміжним шаром і одним зовнішнім шаром. Матеріал для створення високої об'ємної густини і високої міцності на стирання найбільш переважно являє собою кокс з низькою графітованістю, високою твердістю і сферичною структурою, сформованою подібно цибулинному лушпинню. Кокс з формою від сферичної до еліпсоїдальної переважно має співвідношення довжини і діаметра, що становить 1:10, переважно 1:5 і переважніше 1:3. Чим більше форма коксу наближається до сферичної структури, тим вища сипкість маси і тим кращі механічні властивості вуглецевого виробу. Кокс, що використовується згідно з даним винаходом, найбільш переважно має високу твердість та ізотропність, графітованість від низької до нульової, низьку пористість і малу 2 2 питому поверхню, що становить, наприклад, від 10 до 40 м /г і переважніше від 20 до 30 м /г. Однак середня відстань між шарами d002 коксу, яку можна визначити методом рентгенівської дифракції, становить переважно від 0,340 до 0,344 нм (це відповідає мірі графітизації від 0,0 до 0,5 по Майру і Мерінгу), і становить не менше ніж 0,339 нм після термічної обробки при 2800 °C. Уявна висота укладання Lc переважно становить менше ніж 20 нм після термічної обробки при 2800 °C. Конкретним представницьким прикладом коксу з низькою графітованістю є кокс, одержаний як побічний продукт у виробництві ненасичених вуглеводнів, зокрема, ацетилену. Кокс з низькою графітованістю, що використовується згідно з даним винаходом, можна одержувати, зокрема, з фракцій сирої нафти або залишків парового крекінгу, які використовують для гасіння газофазної реакції в синтезі ненасичених вуглеводнів (ацетилену), де гасильну суміш нафти і сажі спрямовують в установку для коксування, яку нагрівають приблизно до 500 °C. Леткі компоненти нафти для гасіння випаровуються в установці для коксування, з нижньої частини якої можна витягувати кокс. Таким способом одержують дрібнозернистий кокс зі структурою типу цибулинного лушпиння, який має високу чистоту в доповнення до описаних вище властивостей, і також має низьку або нульову зольність і вміст мінеральних речовин. Кокс переважно має вміст вуглецю, що становить щонайменше 96 мас. %, і зольність, що становить не більше ніж 0,05 мас. % і переважно не більше ніж 0,01 мас. %. Спосіб виробництва ацетилену, в якому одержують такий кокс як побічний продукт, описаний, наприклад, в DE 2947005 A1. Цим способом кокс з низькою графітованістю, який описаний вище, одержують з гасильної нафти. Для виготовлення виробу згідно з даним винаходом нафтовий кокс, наприклад щонайменше частково замінюють коксом з низькою графітованістю згідно з даним винаходом в традиційному складі вуглецевого виробу, що містить нафтовий кокс. Кокс з низькою графітованістю, зокрема, має високу чистоту і невелику або нульову зольність і вміст мінеральних речовин. Однак кокс з низькою графітованістю може також мати більш високу зольність і вміст мінеральних речовин і, відповідно, менш високу чистоту. Чистота коксу залежить від чистоти гасильного продукту, що використовується (що додається для закінчення реакції). Кокс звичайно являє собою тверду речовину з високим вмістом вуглецю в неграфітизованому стані і утворюється при піролізі органічного матеріалу, який проходить через рідкий або рідкокристалічний стан щонайменше частково протягом процесу карбонізації. Приблизно частинки сажі запобігають розвитку необуреної рідкої фази (мезофази) і надають коксу високу твердість і низьку графітованість. Таким чином, кокс, одержаний в процесі газового гасіння, можна графітизувати тільки в низькій мірі шляхом термічної обробки при температурах 2 UA 106294 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вище 2200 °C. Після термічної обробки при 2800 °C середня відстань між шарами с/2, яку визначають по рентгенівській дифракції та інтерференції d002, становить 0,34 нм або більше, і в напрямку з розміром кристалітів Lc становить менше ніж 20 нм, і розмір кристалітів La110 становить менше ніж 50 нм, переважно менше ніж 40 нм. Кокс, що використовується згідно з даним винаходом, найбільш переважно має високу твердість і низьку графітованість, і середню відстань між шарами с/2 перевищує або дорівнює 0,34 нм після термічної обробки при 2800 °C. Як правило, виготовлений таким способом кокс містить сферичні частинки розміром від декількох мікрометрів до декількох міліметрів. Кокс з низькою графітованістю, що використовується згідно з даним винаходом, переважно містить зерна більше 0,5 мм. Переважні зерна можна одержати, наприклад, просіюванням, за яким йде відповідне фракціонування коксу. У переважному варіанті здійснення кокс зі сферичною морфологією має питому поверхню 2 по методу BET, що становить від 20 до 40 м /г. Він має дуже низьку пористість. Кокс зі структурою типу цибулинного лушпиння може містити щонайменше одну додаткову речовину в своїй структурі. Один приклад цього являє собою впровадження частинок сажі, таких як частинки, які обов'язково утворюються при синтезі ацетилену. Як доповнення або альтернатива для коксу, що одержується у виробництві ацетилену, кокс від процесу коксування/флексикоксингу (Exxon Mobil) можна також використовувати згідно з даним винаходом як кокс з низькою графітованістю. Кокс, що одержується в процесі коксування текучого середовища, також має низьку графітованість. Крім того, він також має форму від сферичної до еліпсоїдальної і структуру типу цибулинного лушпиння. У порівнянні з коксом, який описаний вище і утворюється як побічний продукт у виробництві ацетилену, цей кокс має більш високу зольність. Рентгеноструктурні дані, представлені вище, також застосовні до цього коксу. Як доповнення або альтернатива, так званий "коксовий дрібняк" (в перекладі з німецького означає приблизно "коксові відходи"), який утворюється в процесі "затриманого коксування", можна також використовувати в рамках даного винаходу як кокс зі сферичною морфологією. У цьому випадку параметри рентгеноструктурних даних, наведених вище, повинні змінитися внаслідок дещо кращої графітованості. Після обробки при температурі 2800 °C середня відстань між шарами повинна перевищувати 0,338 нм, і розмір кристалітів в напрямку з повинен становити менше ніж 30 нм. Міцність на стирання графітизованого вуглецевого виробу не зовсім досягає рівня варіантів коксу, які описані вище. Однак поліпшена сипкість маси також створюється внаслідок сферичної морфології цього коксового дрібняку, і виходить вуглецевий виріб з високою об'ємною густиною. Вуглецевий виріб переважно являє собою катодний блок. У випадку катодних блоків існує відмінність між аморфним катодним блоком, графітизованим катодним блоком і графітовим катодним блоком залежно від вихідного матеріалу, що використовується і/або виробничого процесу. У переважному варіанті здійснення вуглецевий виріб являє собою графітизований катодний блок. Вуглецевий виріб є придатним як катодний блок завдяки своїй високій міцності на стирання, твердості і питомій електропровідності. В альтернативному варіанті здійснення вуглецевий виріб переважно являє собою графітизовану цеглу доменної печі. Вуглецевий виріб згідно з даним винаходом може витримувати термічні і механічні навантаження на цеглу доменної печі, зокрема, цегла доменної печі, яка служить як футерівка доменної печі для виробництва заліза. Розплавлене залізо в доменній печі насилу проникає в такі цеглини, таким чином, відбувається лише незначне зношування цеглин. Спосіб виготовлення вуглецевого виробу згідно з даним винаходом включає стадії змішування антрациту, графіту або звичайного коксу, наприклад, нафтового коксу або кам'яновугільного пекового коксу або їх сумішей щонайменше з одним зв'язувальним матеріалом на нафтовій або вугільній основі і необов'язково щонайменше з одним синтетичним зв'язувальним матеріалом на полімерній основі і необов'язково будь-якими сумішами вищезазначених зв'язувальних матеріалів, а також необов'язковими додатковими добавками і щонайменше одним матеріалом для створення високої об'ємної густини, при цьому матеріал для створення високої об'ємної густини являє собою кокс зі сферичною морфологією, потім суміш піддають формуванню для надання їй заданої форми, формовану суміш обпалюють, і після цього випалену суміш необов'язково піддають графітизації. У способі згідно з даним винаходом використовують щонайменше один зв'язувальний матеріал з групи зв'язувальних матеріалів на нафтовій або вугільній основі, таких як гудрон, пек, бітум або фенольний полімер або фурановий полімер. Добавки можуть являти собою, наприклад, вуглецеві нановолокна або вуглецеві волокна. 3 UA 106294 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У способі згідно з даним винаходом вихідні матеріали, які використовують для виготовлення вуглецевого виробу, застосовують у вигляді зерен відповідного бажаного розміру. Вихідний матеріал можна при необхідності просівати перед застосуванням. Всі задані вихідні матеріали змішують один з одним, необов'язково при впливі температури і необов'язково перемішують. Потім одержану в результаті суміш піддають формуванню і ущільненню. Це формування і ущільнення можна здійснювати, наприклад, за допомогою екструзії, пресування або вібраційного формування, тобто струшування у вакуумі. Потім формований виріб випалюють. Після цього вуглецевий виріб можна необов'язково піддавати графітизації. Потім вуглецевий виріб можна обробляти для одержання бажаних розмірів його кінцевої форми. Температура випалювання у варіанті здійснення без подальшої графітизації поверхні становить переважно від 1100 °C до 1500 °C. Якщо вуглецевий виріб піддають графітизації, температура випалювання становить переважно від 700 °C до 1100 °C, і температура графітизації становить від 2000 °C до 3000 °C. Вуглецевий виріб можна просочувати і знов обпалювати до або після графітизації. Графітизацію переважно здійснюють згідно зі способом графітизації Ачесона (Acheson), переважніше згідно зі способом поздовжньої графітизації (LWG) Кастнера (Castner). У способі згідно з даним винаходом кокс з низькою графітованістю, що використовується в даному способі, одержують з гасильної нафти, яку використовують для зупинки газофазної реакції при синтезі ненасичених вуглеводнів, зокрема ацетилену (так званий ацетиленовий кокс). Кокс переважно має вміст вуглецю, що становить щонайменше 96 мас. %, і зольність, що становить не більше ніж 0,05 мас. %, переважно не більше ніж 0,01 мас. %. Сфероїдальний кокс від процесу коксування текучого середовища (флексікоксингу) являє собою альтернативу коксу від синтезу ацетилену. Іншу альтернативу коксу від синтезу ацетилену являє собою коксовий дрібняк від процесу затриманого коксування. Кокс двох вищезазначених типів являє собою погано графітизований твердий кокс, до якого застосовні наведені вище рентгеноструктурні дані. Кокс з низькою графітованістю, який одержують як побічний продукт при виробництві ацетилену, можна використовувати в способі згідно з даним винаходом в такій формі, в якій його одержують у вищезазначеному процесі, як описано в DE 2947005 A1. Як альтернатива кокс можна піддавати попередній термічній обробці перед використанням в способі згідно з даним винаходом. Попередня термічна обробка включає прожарювання, тобто термічну обробку коксу при температурі, що становить від 700 °C до 1600 °C, переважно від 1000 °C до 1500 °C, переважніше від 1100 °C до 1300 °C, необов'язково у придатній атмосфері. Така обробка приводить, зокрема, до випаровування води, летких горючих речовин, таких як вуглеводні, наприклад, метан, монооксид вуглецю і/або водень. У переважному варіанті здійснення кокс зі сферичною морфологією і ступенем графітизації по Майру і Мерінгу після термічної обробки коксу при 2800 °C, яка становить 0,5 або менше, згідно з обчисленням по середній відстані між шарами с/2, використовують в способі згідно з даним винаходом. Кокс зі сферичною морфологією і низькою графітованістю являє собою матеріал, що створює високу об'ємну густину і високу міцність на стирання. Використовувана кількість коксу зі сферичною морфологією становить переважно не більше ніж 25 %, переважніше від 10 % до 20 % відносно маси сухої суміші. Переважно використовувати кокс зі сферичною морфологією і розміром зерен, що перевищує 0,5 мм. Вуглецевий виріб згідно з даним винаходом можна широко використовувати. Зокрема, завдяки його високій об'ємній густині, високій міцності на стирання, високій зносостійкості, хімічній інертності і високій термічній стійкості, його використовують як компонент машин, хімічне обладнання або теплообмінники, наприклад, в галузі технологічних процесів. Крім того, завдяки своїм властивостям, які описані вище, вуглецевий виріб згідно з даним винаходом використовують як електрод або футерівки компонентів у виробництві речовин, які виготовляють у відносно агресивних умовах, наприклад, при впливі агресивних хімічних реагентів або високих температур. У переважному варіанті здійснення вуглецевий виріб згідно з даним винаходом використовують як катодний блок в комірці електролізера для виробництва алюмінію. Шляхом заміни частини традиційного нафтового або кам'яновугільного пекового коксу в традиційному катодному блоці складами з особливим майже сферичним твердим коксом, який має низьку графітованість, одержують катодний блок з більш високою об'ємною густиною в порівнянні з традиційним катодним блоком. Крім того, міцність на стирання поверхні катодного блока збільшується в порівнянні з міцністю поверхонь традиційного катодного блока. Завдяки більш високій об'ємній густині і підвищеній міцності на стирання, такий катод здатний легко 4 UA 106294 C2 5 10 15 20 25 30 35 протистояти корозії в процесі електролізу для виробництва алюмінію, яка зумовлена впливом хімічних реагентів і особливо механічних напружень. Як альтернатива вуглецевий виріб переважно використовують як цеглу доменної печі для виробництва заліза. Завдяки своїй більш високій об'ємній густині і підвищеній міцності на стирання в порівнянні з традиційними цеглинами доменних печей, вуглецевий виріб згідно з даним винаходом як цегла доменної печі здатний витримувати механічні напруження і термічне зношування. Вуглецевий виріб згідно з даним винаходом є придатним, зокрема, для використання в галузі випускного отвору доменної печі для виробництва заліза. У ще одному переважному варіанті здійснення вуглецевий виріб згідно з даним винаходом використовують як електрод в процесах карботермічного відновлення. Наприклад, вуглецевий виріб згідно з даним винаходом використовують в карботермічному виробництві кремнію, в якому діоксид кремнію відновлюють до кремнію. Крім того, вуглецевий виріб згідно з даним винаходом переважно використовують як електрод в процесах електротермічного відновлення або як футерівки для склоплавильної печі, для виробництва алюмінію, титану, кремнію, заліза, залізних сплавів, фосфору, скла або цементу, а також як інструмент для формування і/або як футерівки для плавильних і розливних тиглів, а також як жолоби і випускні канали у вищезазначених пристроях. Вуглецевий виріб згідно з даним винаходом можна також використовувати як анод в електролітичному виробництві різноманітних речовин. Приклади цього включають анод для виробництва фтору, який потрібен для виробництва гексафториду урану, зокрема, анода для виробництва магнію, натрію, літію (електроліз поточного розплаву) або анода в електролітичному виробництві хлору і лугу. Приклади інших застосувань вуглецевого виробу згідно з даним винаходом включають нагрівальну трубу і/або кільце, елемент нагрівальної плитки, трубу для дегазації і/або газорозподільну систему для плавлення кольорових металів, ущільнення, алмазний інструмент, наконечник для високовольтних перемикачів, графітові сфери для реактора з гранульованим паливом, компонент в ділянці безперервного лиття, лиття під тиском, відцентрове лиття або лиття вагонних коліс, таких як, наприклад, ливарні форми, форми для плавлення припаювання або скла, для використання у виробництві напівпровідникових підкладок, скляних прохідних ізоляторів і паяних з'єднань. Вуглецевий виріб згідно з даним винаходом також використовують в галузі технологічних процесів. Вуглецевий виріб згідно з даним винаходом можна використовувати як компонент теплообмінника, наприклад, для теплообмінника з пучком труб, пластинчатого теплообмінника або ущільнення. Крім того, вуглецевий виріб згідно з даним винаходом можна використовувати як колону, наприклад, для синтезу кислот, наприклад, синтезу HCl, як захисну трубку, сортувальну пластину, тунельну пластину, ковпачну пластину, розподільник рідини, пористий реактор, насосний або розривний диск. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Вуглецевий виріб, отриманий випалюванням суміші, що містить щонайменше кокс, який відрізняється тим, що кокс має ступінь графітизації по Майру і Мерінгу, що становить 0,50 або менше після термічної обробки коксу при 2800 °C, згідно з обчисленням по середній відстані між шарами с/2, причому розмір зерен коксу перевищує 0,5 мм. 2. Вуглецевий виріб за п. 1, який відрізняється тим, що кокс мас сферичну морфологію. 3. Вуглецевий виріб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кокс міститься в кількості, що становить не більше ніж 25 мас. %, переважно від 10 мас. % до 20 мас. %, відносно маси сухої суміші. 4. Вуглецевий виріб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що кокс має структуру типу цибулинного лушпиння. 5. Вуглецевий виріб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що кокс має питому 2 поверхню за методом BET, що становить від 20 до 40 м /г. 6. Вуглецевий виріб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що він являє собою катодний блок або цеглу для доменної печі. 7. Вуглецевий виріб за п. 6, який відрізняється тим, що катодний блок являє собою графітизований катодний блок. 8. Спосіб одержання вуглецевого виробу, який включає стадію змішування антрациту, графіту і коксу або їх сумішей щонайменше з одним зв'язувальним матеріалом з групи зв'язувальних матеріалів на нафтовій або вугільній основі, а також зв'язувальних матеріалів на основі синтетичних полімерів і будь-яких сумішей вказаних зв'язувальних матеріалів, надання суміші 5 UA 106294 C2 5 10 15 20 заданої форми, випалювання формованої суміші, який відрізняється тим, що кокс має ступінь графітизації по Майру і Мерінгу, що становить 0,50 або менше після термічної обробки коксу при 2800 °C, згідно з обчисленням по середній відстані між шарами с/2, причому розмір зерен коксу перевищує 0,5 мм. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що в суміш перед формуванням і випалюванням вводять добавки і/або формовану суміш піддають графітизації. 10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що кокс має сферичну морфологію. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що кокс зі сферичною морфологією додають у кількості, що становить не більше ніж 25 мас. %, переважно від 10 мас. % до 20 мас. %, відносно маси сухої суміші. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що кокс зі сферичною морфологією має структуру типу цибулинного лушпиння. 13. Спосіб за будь-яким з пп. 8-12, який відрізняється тим, що кокс зі сферичною морфологією 2 має питому поверхню за методом BET, що становить від 20 до 40 м /г. 14. Застосування вуглецевого виробу за будь-яким з пп. 1-7 як катодного блока комірки електролізера для виробництва алюмінію. 15. Застосування за п. 14, яке відрізняється тим, що вуглецевий виріб виготовлений способом за будь-яким з пп. 8-13. 16. Застосування вуглецевого виробу за будь-яким з пп. 1-7 як цегли доменної печі для виробництва заліза. 17. Застосування за п. 16, яке відрізняється тим, що вуглецевий виріб виготовлений способом за будь-яким з пп. 8-13. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюCarbon body, method for producing a carbon body and use thereof
Автори англійськоюFrohs, Wilhelm, Hiltman, Frank, Tomala, Janusz
Автори російськоюФрос Вильхельм, Хильтманн Франк, Томаля Януш
МПК / Мітки
МПК: C25C 7/02, C04B 35/52, C25C 3/08
Мітки: виробу, виріб, вуглецевого, вуглецевий, застосування, спосіб, виготовлення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-106294-vuglecevijj-virib-sposib-vigotovlennya-vuglecevogo-virobu-i-jjogo-zastosuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вуглецевий виріб, спосіб виготовлення вуглецевого виробу і його застосування</a>
Попередній патент: Спосіб електричного дугового зварювання, паяння або переплаву плавким електродом з модуляцією параметрів режиму
Наступний патент: Пасивна система бездротових датчиків резистивного типу
Випадковий патент: Спосіб відкритої розробки родовищ корисних копалин