1. SIROVINE
Koksa (otprilike 75-80% sadržaja)
Petroleum Coke
Naftni koks je najvažnija sirovina, a formira se u širokom spektru struktura, od visoko anizotropnog igličastog koksa do skoro izotropnog fluidnog koksa. Visoko anizotropni igličasti koks je zbog svoje strukture neophodan za proizvodnju elektroda visokih performansi koje se koriste u elektrolučnim pećima, gdje je potreban vrlo visok stupanj električnog, mehaničkog i termičkog nosivosti. Naftni koks se gotovo isključivo proizvodi postupkom odgođenog koksovanja, što je blagi spor postupak karbonizacije ostataka destilacije sirove nafte.
Igličasti koks je uobičajeni termin za posebnu vrstu koksa sa izuzetno visokom grafitizacijom koja je rezultat jake preferirane paralelne orijentacije njegove strukture turbostratičnog sloja i određenog fizičkog oblika zrna.
Veziva (približno 20-25% sadržaja)
Smola od katrana
Vezivna sredstva se koriste za aglomeraciju čvrstih čestica jedna na drugu. Njihova visoka sposobnost vlaženja na taj način pretvara smjesu u plastično stanje za naknadno oblikovanje ili ekstruziju.
Smola katrana ugljena je organsko jedinjenje i ima izrazitu aromatičnu strukturu. Zbog visokog udjela supstituiranih i kondenziranih benzenskih prstenova, on već ima izrazito preformiranu heksagonalnu rešetkastu strukturu grafita, čime se olakšava formiranje dobro uređenih grafitnih domena tokom grafitizacije. Smola se pokazuje kao najpovoljnije vezivo. To je ostatak destilacije katrana ugljena.
2. MJEŠANJE I EKSTRUZIJA
Mljeveni koks se miješa sa smolom ugljenog katrana i nekim aditivima kako bi se formirala jednolična pasta. Ovo se dovodi u cilindar za ekstruziju. U prvom koraku vazduh se mora ukloniti pretpresom. 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 držanjem na povišenoj temperaturi od cca. 120°C (ovisno o parceli) 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 postavljaju u cilindrične kanistere od nehrđajućeg čelika (saggers). Kako bi se izbjegla deformacija elektroda tokom procesa zagrijavanja, sageri su također ispunjeni zaštitnim slojem od pijeska. Sageri se utovaruju na platforme vagona (dna vagona) i kotrljaju u peći na prirodni plin.
Prstenasta peć
Ovdje su elektrode smještene u kamenu skrivenu šupljinu u dnu proizvodne hale. Ova šupljina je dio prstenastog sistema od više od 10 komora. Komore su povezane sa sistemom za cirkulaciju toplog vazduha radi uštede energije. Praznine između elektroda su također ispunjene pijeskom kako bi se izbjegla deformacija. Tokom procesa pečenja, gdje je smola karbonizirana, temperatura se mora pažljivo kontrolirati jer na temperaturama do 800°C brzo nakupljanje plina može uzrokovati pucanje elektrode.
U ovoj fazi elektrode imaju gustinu oko 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACIJA
Pečene elektrode su impregnirane posebnim korakom (tečni korak na 200°C) kako bi im se dala veća gustoća, mehanička čvrstoća i električna provodljivost koja će im biti potrebna da izdrže teške radne uvjete unutar peći.
5. PONOVNO PEČENJE
Drugi ciklus pečenja, ili „ponovno pečenje“, potreban je da se karbonizira impregnacija smole i da se otjeraju sve preostale isparljive tvari. Temperatura ponovnog pečenja dostiže skoro 750°C. U ovoj fazi elektrode mogu dostići gustinu oko 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACIJA
Acheson Furnace
Posljednji korak u proizvodnji grafita je konverzija pečenog ugljika u grafit, što se naziva grafitizacija. Tokom procesa grafitizacije, manje ili više unaprijed naručeni ugljik (turbostratični ugljik) se pretvara u trodimenzionalno uređenu grafitnu strukturu.
Elektrode su pakirane u električne peći okružene česticama ugljika kako bi formirale čvrstu masu. Električna struja prolazi kroz peć, podižući temperaturu na približno 3000°C. Ovaj proces se obično postiže upotrebom ACHESON PEĆI ili DUŽINSKE PEĆI (LWG).
Kod peći Acheson elektrode se grafitiziraju pomoću šaržnog procesa, dok se u LWG peći cijela kolona grafitizira u isto vrijeme.
7. MAŠINSKA OBRADA
Grafitne elektrode (nakon hlađenja) su mašinski obrađene do tačnih dimenzija i tolerancija. Ova faza takođe može uključivati mašinsku obradu i postavljanje krajeva (utičnica) elektroda sa sistemom za spajanje navojnih grafitnih iglica (bradavica).
Vrijeme objave: Apr-08-2021