1. SIROVINE
Koka-kola (otprilike 75-80% sadržaja)
Naftni koks
Naftni koks je najvažnija sirovina i formira se u širokom rasponu struktura, od visoko anizotropnog igličastog koksa do gotovo izotropnog fluidnog koksa. Visoko anizotropni igličasti koks, zbog svoje strukture, neophodan je za proizvodnju visokoučinkovitih elektroda koje se koriste u elektrolučnim pećima, gdje je potreban vrlo visok stepen električne, mehaničke i termičke nosivosti. Naftni koks se gotovo isključivo proizvodi procesom odgođenog koksiranja, što je blagi postupak spore karbonizacije ostataka destilacije sirove nafte.
Igličasti koks je uobičajeni termin za posebnu vrstu koksa s izuzetno visokom mogućnošću grafitizacije, što je rezultat snažne preferirane paralelne orijentacije njegove turbostratične slojevite strukture i određenog fizičkog oblika zrna.
Veziva (otprilike 20-25% sadržaja)
Katranska smola ugljena
Vezivna sredstva se koriste za aglomeraciju čvrstih čestica jedne s drugom. Njihova visoka sposobnost kvašenja tako pretvara smjesu u plastično stanje za naknadno oblikovanje ili ekstruziju.
Smola ugljenog katrana je organski spoj i ima izrazitu aromatičnu strukturu. Zbog visokog udjela supstituiranih i kondenziranih benzenskih prstenova, već ima izrazito prethodno formiranu heksagonalnu rešetkastu strukturu grafita, što olakšava formiranje dobro uređenih grafitnih domena tokom grafitizacije. Smola se pokazala kao najpovoljnije vezivo. To je ostatak destilacije ugljenog katrana.
2. MIJEŠANJE I EKSTRUZIJA
Mljeveni koks se miješa sa katranom ugljena i nekim aditivima kako bi se formirala ujednačena pasta. Ovo se unosi u cilindar za ekstruziju. U prvom koraku, zrak se mora ukloniti prethodnim presovanjem. Zatim slijedi stvarni korak ekstruzije gdje se smjesa ekstrudira kako bi se formirala elektroda željenog promjera i dužine. Da bi se omogućilo miješanje, a posebno proces ekstruzije (vidi sliku desno), smjesa mora biti viskozna. To se postiže održavanjem na povišenoj temperaturi od približno 120°C (ovisno o smoli) tokom cijelog procesa zelene proizvodnje. Ovaj osnovni oblik cilindričnog oblika poznat je kao "zelena elektroda".
3. PEČENJE
U upotrebi su dvije vrste peći za pečenje:
Ovdje se ekstrudirane šipke stavljaju u cilindrične kanistere od nehrđajućeg čelika (saggere). Kako bi se izbjegla deformacija elektroda tokom procesa zagrijavanja, saggeri su također ispunjeni zaštitnim slojem pijeska. Saggeri se utovaruju na platforme vagona (podine vagona) i kotrljaju u peći na prirodni plin.
Prstenasta peć
Ovdje se elektrode postavljaju u kamenu skrivenu šupljinu na dnu proizvodne hale. Ova šupljina je dio prstenastog sistema od više od 10 komora. Komore su povezane sistemom za cirkulaciju toplog zraka radi uštede energije. Praznine između elektroda su također ispunjene pijeskom kako bi se izbjegla deformacija. Tokom procesa pečenja, gdje se smola karbonizira, temperatura se mora pažljivo kontrolirati jer na temperaturama do 800°C brzo nakupljanje plina može uzrokovati pucanje elektrode.
U ovoj fazi elektrode imaju gustoću oko 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACIJA
Pečene elektrode su impregnirane posebnom smolom (tekućom smolom na 200°C) kako bi im se dala veća gustoća, mehanička čvrstoća i električna provodljivost potrebne za izdržavanje teških radnih uvjeta unutar peći.
5. PONOVNO PEČENJE
Drugi ciklus pečenja, ili "ponovno pečenje", potreban je za karbonizaciju impregnacije smole i uklanjanje svih preostalih isparljivih materija. Temperatura ponovnog pečenja dostiže skoro 750°C. U ovoj fazi elektrode mogu dostići gustinu od oko 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACIJA
Achesonova peć
Posljednji korak u proizvodnji grafita je pretvaranje pečenog ugljika u grafit, što se naziva grafitizacija. Tokom procesa grafitizacije, manje-više prethodno uređeni ugljik (turbostratični ugljik) se pretvara u trodimenzionalno uređenu strukturu grafita.
Elektrode su pakirane u električnim pećima okružene česticama ugljika kako bi formirale čvrstu masu. Kroz peć se provodi električna struja, podižući temperaturu na približno 3000°C. Ovaj proces se obično postiže korištenjem ACHESON PEĆI ili LENGTHWISE PEĆI (LWG).
Kod Achesonove peći elektrode se grafitiziraju korištenjem šaržnog procesa, dok se kod LWG peći cijela kolona grafitizira istovremeno.
7. MAŠINSKA OBRADA
Grafitne elektrode (nakon hlađenja) se obrađuju prema tačnim dimenzijama i tolerancijama. Ova faza može također uključivati obradu i spajanje krajeva (utičnica) elektroda sistemom za spajanje grafitnim iglama (niplom) sa navojem.
Vrijeme objave: 08.04.2021.