[发明专利]针状焦的制造方法

说明书

本发明提供针状焦的制造方法。通过化学处理来进行作为电炉工业中的电极中使用的石墨电极形成的骨料使用的针状焦的组织的物性改善。一种针状焦的制造方法，对于通过将利用延迟焦化法制造的生焦在1200～1600℃的温度下煅烧而制造的煅烧焦炭，在再煅烧工艺时吹入水蒸汽，将煅烧焦炭中残存的针状组织不发达的碳质选择性地通过水蒸汽气化反应转化为氢气及二氧化碳而除去，由此仅残留针状组织发达的碳质。

技术领域

本发明涉及作为电炉工业中的电极中使用的石墨电极形成的骨料使用的针状焦的制造方法。

背景技术

针状焦显示出纤维状取向组织(针状组织)，具有碳六角网面沿着流动纹理良好地发达的易石墨化的组织。具有这种特征的针状焦在用合适的方法将其粉碎、进行粒子配合调整后，加入适量的粘结剂(binder)并进行捏合成形，进行焙烧及石墨化处理，由此可以得到石墨成形体。

作为如此制造的石墨成形体的代表，有电炉中使用的人造石墨电极，但近年来随着电炉的生产率的提高，电极使用条件变得严苛，要求：为了确保大电流而电极本身的电阻小；不会由于大电流所致的电极内所产生的温度差而发生电极的折损事故，即耐热冲击特性良好，也即热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion，以下有时简记为“CTE”。)极低。为了降低石墨成形体的CTE，原料中需要使用CTE低的针状焦。

针状焦是制造石墨电极的原料，作为石墨成形体用焦炭的制造方法的现有技术，有专利文献1及专利文献2，作为针状焦的制造方法的现有技术，有专利文献3。

专利文献1公开了一种石墨成形体用焦炭的制造方法，其中，在煅烧生焦时导入水蒸汽而减少了膨化(puffing)。专利文献2公开了一种减少了膨化的石墨成形体用焦炭的制造方法，其中，将煅烧焦炭在水蒸汽气氛下在700℃以上进行再煅烧。

这些方法中，使水蒸汽作用于生焦及煅烧焦炭的温度在专利文献1中为1000～1600℃、在专利文献2中为800～1400℃，温度区域宽且为高温，因此不是仅将包含多种不同的碳质的煅烧焦炭中的针状组织不发达的碳质气化除去的方法，而是连针状组织发达的碳质也被气化除去、利用所形成的微细结构减少膨化的方法，因此产生针状焦的成品率下降的问题。

专利文献3公开了一种通过使用减少了煤系沥青的极性分子成分的改性沥青而适合于针状焦的制造的生焦的制造方法，并公开了：根据生焦的组织观察，具有结晶性高的组织的生焦适合于针状焦的制造。

但是，上述技术是通过对生焦的原料进行改性来制造适合于针状焦的制造的生焦的技术，并不是着眼于针状焦中存在的碳质的结晶性而将针状焦中残留的结晶性低的碳质或针状组织不发达的碳质气化除去、从而降低针状焦的CTE的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-14111号公报

专利文献2：日本特开昭61-14112号公报

专利文献3：日本特开2010-265367号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于，提供不经由煤系重质油的脱氮、石油系重质油的脱硫等花费成本的工序的、制造适合于作为石墨电极等石墨成形体的原料的石墨成形体用焦炭的制造的热膨胀系数(CTE)低的针状焦(煅烧焦炭)的方法。

用于解决问题的方法

本发明人注意到，针对与电炉电极的制造及使用时的近年来的技术革新相伴随的对提高针状焦的物性的要求，以改善针状焦的物性为目的而开发、公开的制造技术均只是在针状焦的龟裂、细孔结构的变化之类的焦炭结构的物理方面进行研究。