无粘合剂烃基石墨电极用电极糊料的制作方法

专利名称：无粘合剂烃基石墨电极用电极糊料的制作方法
无粘合剂烃基石墨电极用电极糊料本发明的目的是一种适用于通过所谓的索德伯格(Soederberg)工艺构建自焙(self-baking)型电极结构的电极糊料，其展示了适用于在埋弧炉中生产铁合金的性能。更特别地，本发明的目的是提供一种上述的糊料，其根据指令94/69/CE、2006年I月23日的指令2006/8/CE以及后来修改文件的条款，不包括在R45的分类中，并且该糊料能够在用于生产的过程中保证非常低的PA H(多环芳烃)的排放。铁合金的生产过程基于通过电冶金的生产原理，电冶金主要在于借助于浙青煤或它的衍生物(其因此起到还原的作用)化学还原一种或多种通常为氧化物形式的矿物。在所述的过程中，使用了具有电阻弧的还原型电炉，该炉子需要使用电能以提供熔炼的热量，这因此称作“强制性电应用”，因为对于这一生产过程来说电能不能被替代。更特别地，在铁合金例如硅铁、锰铁和铬铁的生产中使用由具有埋弧(在电弧炉中的过程)的电阻炉，该炉在生产阶段使得电极浸入该炉的无机炉料中。在这一过程中，铁、硅和锰的矿物被还原和分离为合适的金属合金。优选地从自焙型电极糊料原位获得在这些过程中所用的电极(被称为索德伯格电极)，该自焙型电极糊料具有粉末状的含碳材料例如煅烧或电煅烧的无烟煤的基体，其借助于粘合物质(粘合剂)混合在一起，该粘合物质通常为浙青或焦油。一旦制成，就在发生于炉中的电极材料转化期间将糊料引入到具有合适的电阻的容器中，在用矿物基的炉料填装炉之后，所述的容器降低到接近炉料的表面，然后以电弧的形式供给电能由于来自于电弧的热所产生的高温通常在1000和2000°C之间，因此在容器内将炉料熔炼并将糊料硬化。用于这些电极糊料的浙青或焦油具有高含量的多环芳烃(PAH)，因为它们由多个芳环构成并相互稠合，所以对人类的健康有害实际上在工业卫生和健康监控领域的法律条款中，在这一特定情形中对于雇主强制要求划分为致癌性(R45)的所述浙青(或焦油)如果包含百分比高于O. 005%重量/重量(Einecs号200-028-5)的苯并芘则必须因而采用所有安全的措施以避免职员长久的暴露于所述物质。此外，关于工作场所安全性的法令81/08，特别是法233-245第II段，强制企业寻找对于划分为R45的物质的替代物，或者在市场上没有可获得的替代物的情形下，采用大量的措施以保护在该工作场所的工人，例如评估暴露风险、检测致癌或致畸剂、工艺的计划、规范和监控使得在空气中和健康监控中没有致癌或致畸剂的排放。因此，为了符合法律的需要，需要大量的措施，这些措施对使用这些物质的工厂带来了更复杂的管理，具有显而易见的附加经济成本。同样应当强调，在市场上不能获得适用于索德伯格工艺且不含R45标记(labelling)的电极糊料。这带来了对于铁合金基材料的生产过程的另外缺点。此外，因为埋弧炉中的高温，所述PAH为浙青或焦油的较轻烃类成分，它们挥发，使得从铁合金生产周期的排放角度来看，已知电极糊料的使用也是有缺点的。实际上，在铁合金的生产期间，存在着于电极糊料的焙烧期间所释放的PAH例如苯并芘、1，2_苯并菲、二苯并蒽到外部环境和到工作环境的恒定排放，因此使职员暴露于发生严重职业病的高风险。
因此，尽管在具有开放的、封闭的或半封闭的电阻弧的电炉中的铁合金的生产中使用所述糊料是通用的工艺，但是从权威机构例如ISPESL的特征研究中所获得的暗示，指出了使用预焙烧的电极作为前述难题的解决方案。然而，由于使用所带来的增加的工艺管理的复杂性及其高成本，因此预焙烧的电极在铁合金的生产中没有被普遍使用。此外，预焙烧电极的制造在任何情形下需要使用浙青和/或焦油，改变了生产链上游的排放问题。作为上述PAH排放问题的解决方案，在现有技术已提出两种工艺，即烟的后处理以减小PAH排放和包含较小量的PAH的电极糊料。例如在专利申请EP1120453中记载了使用烟的后处理工艺减小炉中所排放的PAH,所述烟的后处理工艺利用负载在氧化铝或硅上的特定Ni-Mo催化剂，作为通过物理或 生物途径的其它后处理工艺的替代。然而，使用烟的后处理工艺导致了在添加所述后处理单元后现有设备的延伸这代表着设备的增加和随着设备管理复杂性增加而相应增加的运营成本。此外，该烟的后处理工艺没有使电极糊料的R45分类的难题得到克服。在专利申请EP 1130077A2中描述了一种与常规的来源于浙青煤中的烃类粘合剂相比具有较低PAH含量的烃类粘合剂的制备，其涉及使浙青或焦油进行裂化、脱氢和聚合的组合反应，以将浙青中的PAH的含量减小到95%从而获得低于6mg/m3的PAH排放。然而，这一方案是昂贵的，并且因预处理浙青的设备的复杂性而不合实际。此外，它没有描述如何避免基体电极糊料的R45分类。实际上，将电极糊料中的PAH减小到95 %没有保证PAH的含量低于如法律所预见的O. 1%以避免所述分类，因为该含量取决于所用的浙青或焦油中的PAH的浓度并取决于糊料中浙青的量。专利申请CN 101289751描述了包含最大量5%的浙青的电极糊料的应用以达到排放PAH的显著减少，该电极糊料还包含其它额外的粘合剂例如有机硅粘合剂、碳化硼和酚醛树脂。该电极糊料尽管减少了 PAH的排放但是不能避免R45分类，因为最大5%的浙青存在量不能保证该糊料以法律所需的低于O. 005%的量含有PAH特别是苯并芘如从而避免所述分类即使苯并芘或其它PAH的浓度稍微地高于O. 005%，也强制性地将该糊料划分为R45。此外，使用酚醛树脂，尽管使PAH排放的减少，但是需要甲醛的有毒排放，而使用预知百分比的有机硅粘结剂和/或碳化硼导致所述电极糊料具有过高的成本。在专利US6235184和专利申请US2002/0014404中描述了一种用于生产预焙烧阳极的工艺，该阳极来源于石油焦和铝生产的电极的制造残渣，其中将蔗糖或者不同的固体形式的精制糖的糖类用于替代浙青即使说明了该工艺也可延伸到使用相同混合物的索德伯格电极的制造，但仍没有给出关于通过该组合物所获得的索德伯格电极的物理性能的数据项。除此之外，如同在专利申请WO 03/029496和W02007/018880中所阐明的一样，在电极糊料的制备过程中糖的使用导致形成了具有低密度、高孔隙率、高收缩性和差的力学性能的多孔和易脆的电极。申请人:进行的性能测试还表明，在索德伯格电极的生产中使用相似的组合物造成材料性能比包含浙青的商购电极的那些材料性能低。应当参考附于该申请的对比例。专利申请WO 03/029496和W02007/018880描述了在基于石油焦和生产废料的含碳产品的生产中使用糖以及特定反应物添加剂例如磷酸盐和/或甲苯磺酸盐作为浸溃剂和/或粘结剂，所述生产废料具有改进的材料密度和形成固体泡沫的减小趋势。然而，同样在所述的申请中，没有给出关于通过该配制剂所获得的索德伯格电极的物理性能的数据项。此外，在所述申请的文献中也没有说明如何避免糊料的R-45的标记。本发明的目的是寻找能够至少部分地克服上述的已知糊料的缺点和难点的、用于金属尤其是铁合金的电热生产的电极糊料，并且其在常规的电弧炉中能够释放远低于法律对排放所制订定量的PAH，并因此不需要使用烟的后处理设备用以减少所述PAH。本发明的另一个目的是提供这样一种糊料，其与被分类为R45的常规的糊料相t匕，在经济上并无缺点，且其能用于使用索德伯格电极的设备中而不明显改变工艺和设备。本发明的另一个目的是提供这样一种糊料，其不致癌且不分类为R45。本发明的另一个目的是提供这样一种糊料，如上面所指出的一样，该糊料能够提供具有良好的电/热传导性和力学性能的电极，相对于使用铁合金生产中的索德伯格电极中的已知糊料所获得的电极，这些性能优选是相似的，更优选得到了改进。 这些目的通过具有如独立权利要求所述特征的电极糊料而实现。本发明的另外有利的特征形成了从属权利要求的目的。作为本发明的目的的电极糊料适于获得用于金属合金，更特别是铁合金的电热生产的自焙电极，并包含微细粉末状的石墨和/或微细的无烟煤(下文将所述粉末称为“细粉”)的混合物(A)和至少一种碳水化合物，该碳水化合物混合有用于所述碳水化合物的分散剂和/或溶剂，例如水和/或具有适当分子量的式为HO(CH2CH2O)nH的聚乙二醇(PEG)，所述成分也具有塑化和/或流化的性能。该首字母缩写词PEG旨在确定具有低于20000g/mol的分子量的环氧乙烷的聚合物和低聚物。这里的“微细石墨”旨在确定具有这样的粒径的石墨，其颗粒的至少95%，优选至少约97%具有低于O. 2mm，优选低于O. Imm的尺寸或平均尺寸。这里的术语“微细石墨”旨在也包括超细石墨和微粉化的石墨(超级细的)，其通常显示出分别具有约O. 025mm以下(25微米)和约O. OlOmm以下的尺寸的颗粒。这里的“微细无烟煤”旨在确定由研磨经煅烧和/或电煅烧的无烟煤获得的粉末，所述无烟煤具有95%的最小碳含量，具有等于所述的“微细石墨”的粒径，并且当被加热时其不含有或排放认为致癌的物质。在所述的混合物(A)中，相对于混合物的总重量，前述细粉的浓度是60-30重量％ ;碳水化合物的浓度是30% -50% ;水或PEG的浓度为5% -20%。实际上，所述的混合物(A)充当粉末状含碳材料(B)的颗粒的粘合剂。优选在混合物(A)中，该细粉是微粉化的，并且所用的分散剂/溶剂为PEG(具有在1000和4000之间的平均分子量)。所述的PEG，更特别是PEG 1500-4000，是特别优选的，因为它导致材料力学性能
(较高的压缩破裂模量)的进一步改善，使得它特别适用于耐受其转化阶段中的强热应力的条件。应当参考实施例。或者，作为溶剂/分散剂，可使用的另一溶剂/分散剂具有与PEG的性能相似的用于糊料的塑化和/或流化的性能，例如没有芳香环的热塑性聚合物，且其在热解过程中不排放分类为R45的物质，并且其具有低于120°C的流动点(pour point)。此外，本发明的电极糊料还包含由粉末状的含碳材料(B)所形成的粗大相，所述含碳材料(B)均匀混合有所述混合物(A)。
所述含碳材料(B)的粉末的颗粒的至少95%,优选约97%具有大于O. 2mm,优选
O.5-20mm,更优选O. 5-lmm的尺寸或平均尺寸。作为“粗大”的含碳水材料，这里可确定其颗粒具有甚至大于20mm且至多IOOmm尺寸的材料。所述的含碳材料(B)基本由碳组成并且不是金属性材料；此外，所述材料优选基本不包含金属和/或金属氧化物，如果它们可以存在，则相对于糊料(A) + (B)的总重量，它们的量通常低于10重量％。实际上，金属和/或金属氧化物的量必须低，因为来源于糊料
(A)+ (B)的电极应该优选不是碳还原(carboreduction)反应源，该反应增加了糊料的消耗，但是仅具有电传输现象。
在本发明的用于电极的糊料(A) + (B)(下文称为“糊料”)中，相对于糊料的总重量，含碳材料(B)的浓度为90-10重量％，优选80-30重量％，更优选70-35重量％，而在所述糊料中的混合物(A)的浓度是达到100的余量部分。相对于最终糊料⑷+ (B)的重量的组成，粗大含碳材料⑶的浓度优选为60-40%，碳水化合物的浓度为10% -30%，细粉的浓度为5% -25%。水，或优选的PEG，以及任选添加剂具有代表达到前述组成的100%的余量的浓度。如同所提及的，混合物(A)允许含碳材料(B)的颗粒相互有效地粘合，因此对于所述材料(B)充当粘合剂。实际上，在与含碳材料(B)混合之前提前制备的混合物(A)在宽的温度范围内显示了广泛的流体行为，并且不易分离。混合物(A)的流变性能可以随使用水或PEG、温度、其组分的浓度以及如下文所述的添加剂的任选存在而变化因此所述的流变性能可以达到高的流动性以有效地粘合基质(材料(B))，该基质主要由压成柱的晶粒组成，同时给予糊料高的紧密度并用“细粉”材料填充空的空间。应该指出，在混合物(A)中，水(和/或PEG)和碳水化合物的混合物代表了细粉的粘合剂能够石墨化的所述有机粘合剂是有利的，因为它仅产生不污染铁合金的非金属性含碳残余物，这与用于金属基的索德伯格电极中的不石墨化的无机粘合剂不同。在混合物(A)中，该碳水化合物可选自单糖、双糖、低聚糖以及多糖。更特别地，单糖优选地选自核糖、核酮糖、葡萄糖、果糖、半乳糖；双糖优选地选自纤维二糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、海藻糖；多糖优选地选自淀粉、纤维素、几丁质、胼胝质、海带多糖、木聚糖、甘露、墨角藻聚糖和半乳糖甘露聚糖。作为低聚糖，可提到棉子糖。更特别地，在碳水化合物中，优选那些包括一个或多个果糖分子的、能够随着温度的增加而变成焦糖(ceramelise)的碳水化合物。作为对碳水化合物衍生物和/或上面所指出的碳水化合物的替代，可使用具有高的糖(果糖和葡萄糖或木糖、乳糖和麦芽糖)含量并且能够在高温度下变成焦糖的物质，例如糖浆、枫蜜、麦精，以及和具有高的糖含量的其它物质。高的糖含量意指至少50%，优选至少70%的含量。如同所提及的，混合物(A)可任选地包括无机和/或有机金属性P、B、Si,Fe基添加剂，例如硼酸、磷酸、或磷酸铵、二茂铁、(环茂二烯铁，Fe(C5H5)2)、硬脂、饱和脂肪酸、单不饱和或多不饱和脂肪酸、有机酸例如乙酸、丙酸、柠檬酸或它们的混合物，以便增加所述混合物(A)的流变性能和/或在热解期间改变糖的碳产量，和/或促进/便于(催化)碳基化合物例如碳水化合物的石墨化过程。相对于最终糊料的重量，可以以O. I %至10%，优选I % -8%的总量使用所述添加剂。当添加剂基于准金属和过渡金属时，它的量优选为1% _5%，更优选1%。在一个特别优选的实施方案中，该碳水化合物为蔗糖(常规糖)，任选地添加有机酸例如乙酸和硬脂酸或者无机酸例如硼酸或硅酸。在另一个特别优选的实施方案中，碳水化合物为溶解于PEG的蔗糖并添加有硼酸添加剂。用于本发明的糊料中的含碳材料⑶可以为一种或多种可石墨化的含碳材料(即适于被石墨化)，或者一种或多种石墨材料，或它们的混合物，优选石墨材料。在此，可石墨化的材料意指在高温例如在1500-2500°C下加热后和/或通过电热处理能够产生石墨晶体的材料。所述的可石墨化材料也可以至少部分地包含石墨晶体。作为可石墨化材料，可提及例如化石碳(煤)、焦炭、石油焦、木炭和无定型多孔碳(活性炭)。这里的术语“煤”旨在从低级煤例如泥煤和褐煤确定不同类型的化石碳。这里的术语“焦炭”意指从中级煤的次烟煤化石碳的热解中所得到的含碳材料，该热解在无氧下在约1000°c的温度下进行。这一过程在存在矿物残留下使碳的结构“致密化”，对其在冶金工艺中的应用给出了适当的力学稠性。如果热解的含碳源来自于石油化学流(浙青砂，浙青质等)，将通过热解所获得的产品定义为石油焦。术语木炭在此处旨在意指脆性的含碳材料(极轻质和多孔)，主要通过在氧存在下在适度的温度(约700°C)下热解而获得，其允许在水以及有机性质的挥发性化合物的分离之后由植物和动物生物质、木浆、来自木材加工的碎片等来形成无定形碳。因此,整体上它们为不同于石墨的材料，具有不同的产量，能够通过热和/或电热处理进行石墨化。作为石墨性材料，可提及无烟煤和石墨。这里的无烟煤意指具有高的碳含量(90% )，以及相对低量的挥发性材料(2% )并具有基本晶态结构的各种碳。这里的石墨意指碳的同素异形体形式，其中原子位于六方单元的顶点，它们结合产生能够轻易地片状剥落的平行平面。该石墨晶体具有六方轮廓的平坦化的小层叠体的形式。作为含碳材料(B)，在本发明的糊料中可以使用可石墨化的含碳材料与已石墨化的材料的混合物。在本发明的糊料中，作为碳材料(B)，还可使用灰含量低于O. 3%的阳极或阴极等级的碳，其能够在低于2700°C的温度下石墨化并包含少于O. I重量％的铁。优选地，用于本发明的糊料的含碳材料⑶为煅烧的和/或电煅烧的石墨和/或无烟煤，更优选为电煅烧的无烟煤。本发明的糊料没有陶瓷材料，并且当经受高温时硬化，这是因为石墨化过程和/或粘合剂的焙烧，从而获得了刚性自支撑性(自支撑的)电极。本发明的糊料和粘合剂(A)能够使用将粉末与液体混合的已知工艺制备。更特别地，在粘合剂(A)的制备中，优选在保持于60-90°C温度下的混料机中混合各成分几个小时直到获得在热时为流体且在冷时为半固体或固体的混合物。然后，为了获得根据本发明的均匀糊料，在搅拌或混合的同时，将所述的粘合剂(A)与含碳材料(B)混合。还可首先混合石墨粉末、含碳材料(B)、糖(或粉末形式的其它固体的碳水化合物)，从而获得均匀的粉末状混合物，并且之后在搅拌时向该混合物添加分散剂以及任选的液体组分(例如乙酸)，获得本发明的糊料。在获得本发明的糊料之后，可以通过将其引入到用于铁合金的生产炉来替代常规的电极糊料，从而原位获得自焙型的索德伯格电极。本发明的电极糊料的组成特征基于不使用在现有技术中用作粘合剂的焦油浙青，发现该焦油浙青分类为致癌类别2，具有“可导致癌症”的R45措辞的风险，是有毒的，并且其是在工作场所中和在大气中的PAH排放的主要来源。
出人意料地发现，也包含微粉化或微细石墨相的索德伯格电极的糊料，带来了最终材料的改善性能，这是因为文献中的数据暗示在常规的索德伯格电极糊料中，或者对于预焙烧电极的形成，使用具有微细粒径的材料相具有对于同样材料的性能的不利影响(A. A. Michi. et al. “Alcan Characterization of Pitch Performance for Pitch BinderEvaluation and Process Changes in an Aluminium Smelter，，，Light Metals 2002,Edited by Wolfgang Schneider, TMS，2002.)。此外，申请人出人意料的发现，包含不添加反应物的所述碳水化合物的含碳材料的糊料与所述细粉的混合物能够生产致密的电极，具有有限的收缩率，也具有可与已知糊料所提供的性能相当的力学性能和电/热传导性能，并例如允许它们用作用于铁合金的电弧炉的电极，这与本领域中所报道的不同。参考实施例。不希望束缚于任何理论，可假设-该细粉相使发生在糖的高温分解时的重量损失最小化，并且因此它与由含碳材料
(B)构成的粗大相混合导致可由所述糊料获得的最终电极在结构和力学性能方面的改进；-在比糊料的焙烧温度高的温度下，所述细粉相在固体基质中碳化，结果在焙烧期间具有适度的重量损失。除此之外，可假设包含微细石墨和/或无烟煤的混合物(A)充当粗大材料的粘合齐U，能够有效地填充含碳材料(B)的粗大颗粒之间的空间，所述含碳材料(B)通常具有比细粉大的尺寸，压成柱并对糊料提供较大的紧密性。此外，假设所述糊料特征在于热滞相，通过软化和之后较短时间的硬化而构成，保证在生产过程中的导电性与现有技术的导电性相似或更优。根据本发明的电极糊料的优点是完全没有以原始(pristine)的形式可被分类具有风险措辞R45的芳香烃化合物，并且在索德伯格工艺中被划分为风险措辞R45的芳香烃的排放水平是现在已知糊料的1/1000。该糊料允许获得具有如下性质的电极适用于铁合金的生产炉中的电和热传导特性以及力学强度。因为在铁合金的生产中，自焙型电极的有效管理是重要的，所以应该认为其是生成过程的必要部分，利用作为本专利申请的目的的材料对于在工作环境中和在外部环境中的PAH排放的减少也是必要的。更特别地，使用本发明的糊料的铁合金的制备方法包括-在适于耐受在炉中发生的热解条件的容器中引入糊料；-用矿物基炉料装填所述炉；
-降低所述容器至接近炉料表面，接着以电弧的形式供给电能并因此在容器内熔炼炉料和硬化电极糊料。在还原反应后，在原位形成的电极被部分地消耗，因此有必要进一步地在容器中添加另外糊料以确保该工艺的连续性。考虑到糊料和经焙烧的电极的不同物理状态(其不会在两种元素之间确保整体物理连续性)，并考虑到糊料在焙烧期间通常经受的收缩率，所述糊料的添加可构成临界点申请人发现本发明的糊料显示了可与已知糊料相当的收缩率并因此对于用作自焙型索德伯格电极的前体是可接受的。除此之外，对于已经焙烧的电极，所述的糊料(A) + (B)能够几乎立即达到物理连续性，这不同于已知糊料。这允许避免需要中断工艺的电极的可能破损。此外，本申请人也已经发现用于本发明的糊料中的粘合剂(A)例如也能用作形成自焙型索德伯格电极的糊料，尽管比本发明的糊料具有高的收缩率，且因此难以如现有技术那样以柱使用。在不超出本发明的范围的情况下，本领域技术人员可对前面所描述的糊料进行本领域普通经验和/或自然演变的所建议的全部改变和改进。以下是说明本发明的一些非限定性实施例。
实施例实施例I
本实施例旨在说明当原样使用(即不添加粗大结构性材料(B))以获得自焙型的索德伯格电极时，本发明的电极糊料的粘合剂(A)的性能。将所制备的糊料与索德伯格糊料进行比较，所述索德伯格糊料在商业上称为ELKEM (且由其生产)的电极糊料，包含25%的浙青和75%的电煅烧的无烟煤。下文将该糊料称为商购糊料。将该粘合剂(A)的性能与商购糊料的性能进行比较。所制备的粘合剂㈧具有以下的特征
权利要求
1.用于获得电热生产金属合金特别是铁合金所用的自焙型索德伯格电极的非金属型电极糊料，包含 -相对于该糊料的重量，10-90重量％的混合物(A)，该混合物(A)基于微细粉末状石墨和/或无烟煤，该微细粉末状石墨和/或无烟煤的至少95%具有小于O. 2mm，优选小于O.Imm的粒径，更优选微粉化的形式，并包含至少一种碳水化合物，该碳水化合物混合有用于所述碳水化合物的溶剂和/或分散剂，优选水和/或聚乙二醇(PEG)； -相对于该糊料的重量，90-10重量％的非金属的含碳材料(B)，其基本由粒径大于O.2mm,优选O. 5_20mm之间的粉末形式的碳构成。
2.根据权利要求I所述的糊料，其中相对于混合物(A)的总重量，在混合物(A)中微细粉末的浓度为60-30%，碳水化合物的浓度为30-50%，水和/或PEG的浓度为5_20%。
3.根据权利要求I或2所述的糊料，其中相对于该糊料的重量，含碳材料(B)的浓度为60-40重量％，碳水化合物的浓度为10-30%，微细粉末的浓度为5-25%，作为达到100%的剩余部分是水和/或PEG以及任选的添加剂。
4.根据前述权利要求的任一项所述的糊料，其中混合物(A)的碳水化合物添加有无机添加剂和/或有机金属的P、B、Si、Fe基添加剂，例如硼酸，磷酸或磷酸铵，二茂铁，硬脂酸，饱和脂肪酸，单不饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸，有机酸例如乙酸，丙酸，柠檬酸，或所述化合物的混合物，相对于该糊料的总重量，所述添加剂的总量为O. 1-10重量％，优选1-8重量％。
5.根据前述权利要求的任一项所述的糊料，其中碳水化合物为蔗糖或包含一个或多个果糖分子的碳水化合物。
6.根据前述权利要求的任一所述的糊料，其中含碳材料(B)为石墨材料，优选无烟煤、石墨，任选煅烧的，更优选电煅烧和/或煅烧的无烟煤和/或石墨，更优选电煅烧的无烟煤。
7.制备前述权利要求1-6的任一项所限定的糊料的方法，包括 -在搅拌时，在60-90°C下混合碳水化合物、水和/或PEG、微细粉末以及任选的添加剂，直到获得当热时为流体而当冷时为半固体或固体的混合物，从而获得所述的混合物(A)； -在搅拌或捏合时，向所述含碳材料(B)添加所述混合物(A)，直到获得均匀糊料。
8.用于在电阻炉中制备铁合金的方法，包括 -用由前述权利要求1-7中的任一项所述的糊料填充容器到预定水平； -用矿物炉料装填所述炉； -降低所述容器至接近炉料表面，并以电弧的形式供给电能从而例如熔炼炉料并在容器内硬化该电极糊料； -在容器中添加额外糊料直到达到所述糊料的起始水平。
9.可用权利要求8中所述的电热方法，从前述权利要求1-6的任一项所述的糊料获得的石墨材料，优选为自焙型索德伯格电极。
10.前述权利要求1-6中的任一项所述的糊料或混合物(A)在用于生产金属材料，优选为铁合金的电热方法中的应用。
11.前述权利要求1-6中的任一项所述的糊料(A)+⑶或混合物(A)在预焙烧的索德伯格电极的制备中的应用。
全文摘要
本发明描述了一种被用于金属材料生产的电热过程中的具有低PAH排放量的索德伯格电极，优选用于铁合金材料的生产，该电极能够由以含碳材料、微细石墨、烃类以及水和/或PEG为基础材料的电极糊料而制得。
文档编号H05B7/09GK102726120SQ201080057505
公开日2012年10月10日 申请日期2010年12月13日 优先权日2009年12月16日
发明者G·孔蒂, I·卡瓦罗蒂, M·杜西, S·费拉里 申请人:伊塔尔格赫萨股份公司