[發(fā)明專利]石墨電極用針狀焦的制造方法以及用于其的原料油組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980135162.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102149791A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田野保;大山隆;小田敏幸;藤永逸平;橋坂博光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉坤日礦日石能源株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C10B57/04
• 分類號(hào): C10B57/04
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨電極用針狀焦的制造中所使用的原料油組合物。另外，本發(fā)明涉及使用該原料油組合物來(lái)制造石墨電極用針狀焦的方法。

背景技術(shù)

電爐煉鋼用石墨電極的骨料中所使用的針狀焦通常以石油系重質(zhì)油或煤焦油為原料來(lái)制造。在石墨電極的制造工序中，首先，以規(guī)定的比例配合焦炭粒與粘合劑瀝青，加熱捏合后擠出成型而制造生電極。然后，通過(guò)對(duì)該生電極進(jìn)行燒成、石墨化后，進(jìn)行加工，從而能夠得到石墨電極制品。

此處，由于石墨電極在高溫氣氛等嚴(yán)酷的條件下使用，因此期望其熱膨脹系數(shù)(CTE)低。即，熱膨脹系數(shù)越小，電爐煉鋼時(shí)的電極消耗越小，能夠降低電爐煉鋼的成本。

因此，正在研究制造針狀焦時(shí)控制熱膨脹系數(shù)的方法，并提出了各種各樣的方法。例如，下述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下方法：向從煤焦油系原料中實(shí)質(zhì)上除去了喹啉不溶性成分而得到的脫QI瀝青中添加調(diào)整了聚合度的低聚物，在此狀態(tài)下利用延遲焦化法進(jìn)行焦炭化。另外，下述專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下方法：以使氮成分為1.0重量％以下、硫成分為1.4重量％以下的范圍的比例混合煤焦油系重質(zhì)油與石油系重質(zhì)油而調(diào)制原料油，將該原料油裝入延遲焦化裝置中而制造生焦炭，將得到的生焦炭在700℃～900℃的溫度范圍內(nèi)煅燒，暫時(shí)冷卻后，再在1200℃～1600℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行煅燒。另外，下述專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了如下方法：對(duì)煤進(jìn)行急速熱分解而制造煤焦油時(shí)，將反應(yīng)爐內(nèi)的熱分解溫度保持在750℃以上，并且使熱分解產(chǎn)物在反應(yīng)爐內(nèi)的滯留時(shí)間為5秒以下，從而得到液態(tài)產(chǎn)物，將該液態(tài)產(chǎn)物或其中所含的瀝青炭化。另外，下述專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了如下方法：將石油系重質(zhì)油單獨(dú)作為原料油、或?qū)⒃谠撌拖抵刭|(zhì)油中混合事先已除去喹啉不溶性成分的煤焦油系重質(zhì)油而得到的物質(zhì)作為原料油進(jìn)行延遲焦化來(lái)制造針狀焦時(shí)，作為石油系重質(zhì)油，預(yù)先將灰分等微粒的含量調(diào)整至0.05重量％～1重量％的范圍內(nèi)后使用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平5-105881號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平5-163491號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平5-202362號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)平7-3267號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

可是，電爐煉鋼中使用的石墨電極由于在高溫氣氛等嚴(yán)酷的條件下使用，因此消耗大，并且，鋼鐵的需求以及生產(chǎn)量年年增加。在這樣的情況下，為了有效地生產(chǎn)鋼鐵，迫切期望使用消耗少、耐熱沖擊性高的石墨電極。石墨電極消耗的主要原因是在3000℃的高溫下使用時(shí)因熱膨脹而產(chǎn)生的開(kāi)裂，該開(kāi)裂會(huì)導(dǎo)致石墨電極的缺損、斷裂。因此，強(qiáng)烈期待開(kāi)發(fā)出熱膨脹系數(shù)更小的針狀焦。

然而，由上述專利文獻(xiàn)1～4中記載的方法所得到的針狀焦，其熱膨脹系數(shù)并不能說(shuō)足夠地小，實(shí)際上，尚未達(dá)到作為電爐煉鋼用石墨電極的骨料所要求的水平。

本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種對(duì)于制造熱膨脹系數(shù)足夠小的石墨電極用針狀焦而言有用的原料油組合物。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種使用該原料油組合物制造石墨電極用針狀焦的方法。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明人等著眼于針狀焦的生成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)通過(guò)最大限度地將其有效利用，能夠解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。即，為了制造熱膨脹低的石墨電極用針狀焦，需要在原料油組合物焦化過(guò)程中的熱分解及縮聚反應(yīng)中生成良好的中間相，在其整體化及固化時(shí)，利用氣體的產(chǎn)生所引起的適度的應(yīng)力使整體中間相的晶體結(jié)構(gòu)沿單軸取向。在由原料油組合物制造石墨電極用針狀焦的過(guò)程中，為了很好地發(fā)生上述過(guò)程，作為起始原料的原料油組合物的組成的控制非常重要。

因此，本發(fā)明提供一種原料油組合物，其特征在于，其為石墨電極用針狀焦的原料油組合物，其中，蒸餾性狀中的10體積％餾出溫度為280℃以上，在通過(guò)洗脫色譜法分離為芳香族成分和非芳香族成分時(shí)，芳香族成分的含量相對(duì)于該原油組合物的總質(zhì)量為30質(zhì)量％～80質(zhì)量％，并且芳香族成分的分子量為255～1300，同時(shí)，非芳香族成分的正構(gòu)烷烴含量相對(duì)于芳香族成分100質(zhì)量份為5質(zhì)量份以上。

利用上述組成的原料油組合物，在原料油組合物焦化過(guò)程中的熱分解及縮聚反應(yīng)中，可以生成良好的中間相，在其整體化及固化時(shí)，利用氣體的產(chǎn)生所引起的適度的應(yīng)力，可以使整體中間相的晶體結(jié)構(gòu)充分取向。因此，能夠得到熱膨脹系數(shù)足夠小的石墨電極用針狀焦。