1. SUROWCE
Koks (około 75-80% zawartości)
Koks naftowy
Najważniejszym surowcem jest koks naftowy, który powstaje w szerokiej gamie struktur, od wysoce anizotropowego koksu igłowego do prawie izotropowego koksu płynnego.Wysoko anizotropowy koks igłowy ze względu na swoją budowę jest niezbędny do produkcji wysokosprawnych elektrod stosowanych w elektrycznych piecach łukowych, gdzie wymagany jest bardzo wysoki stopień nośności elektrycznej, mechanicznej i cieplnej.Koks naftowy jest prawie wyłącznie wytwarzany w procesie opóźnionego koksowania, który jest łagodną, powolną procedurą karbonizacyjną pozostałości po destylacji ropy naftowej.
Koks igłowy jest powszechnie używanym określeniem specjalnego rodzaju koksu o niezwykle wysokiej grafityzacji, wynikającej z silnej preferowanej równoległej orientacji jego struktury turbostratycznej warstwy i szczególnego fizycznego kształtu ziaren.
Spoiwa (około 20-25% zawartości)
Smoła węglowa
Do aglomeracji cząstek stałych stosuje się środki wiążące.Ich wysoka zdolność zwilżania przekształca zatem mieszankę w stan plastyczny do późniejszego formowania lub wytłaczania.
Pak węglowy jest związkiem organicznym i ma wyraźną strukturę aromatyczną.Ze względu na wysoki udział podstawionych i skondensowanych pierścieni benzenowych, ma już wyraźnie wstępnie uformowaną heksagonalną strukturę sieciową grafitu, ułatwiając w ten sposób tworzenie dobrze uporządkowanych domen grafitowych podczas grafityzacji.Smoła okazuje się najkorzystniejszym spoiwem.Jest to pozostałość po destylacji smoły węglowej.
2. MIESZANIE I WYTŁACZANIE
Zmielony koks miesza się z pakem ze smoły węglowej i pewnymi dodatkami w celu uzyskania jednorodnej pasty.To jest wprowadzane do cylindra wytłaczającego.W pierwszym kroku powietrze musi zostać usunięte przez wstępne prasowanie.Następnie następuje właściwy etap wytłaczania, w którym mieszanina jest wytłaczana w celu utworzenia elektrody o pożądanej średnicy i długości.Aby umożliwić mieszanie, a zwłaszcza proces ekstruzji (patrz rysunek po prawej), mieszanina musi być lepka.Osiąga się to poprzez utrzymywanie go w podwyższonej temperaturze ok.120°C (w zależności od boiska) podczas całego zielonego procesu produkcyjnego.Ta podstawowa forma o cylindrycznym kształcie jest znana jako „zielona elektroda”.
3. PIECZENIE
Stosowane są dwa rodzaje pieców piekarniczych:
Tutaj wyciskane pręty są umieszczane w cylindrycznych pojemnikach ze stali nierdzewnej (saggers).Aby uniknąć deformacji elektrod podczas procesu nagrzewania, zwisy są dodatkowo wypełnione ochronną warstwą piasku.Zawieszki ładowane są na platformy wagonów (podwozia wagonów) i wtaczane do pieców opalanych gazem ziemnym.
Piec pierścieniowy
Tutaj elektrody są umieszczane w kamiennej zagłębieniu w dolnej części hali produkcyjnej.Ta wnęka jest częścią systemu pierścieni składającego się z ponad 10 komór.Komory połączone są ze sobą systemem cyrkulacji gorącego powietrza w celu oszczędzania energii.Puste przestrzenie między elektrodami są również wypełnione piaskiem, aby uniknąć deformacji.Podczas procesu wypalania, w którym smoła ulega zwęgleniu, temperatura musi być dokładnie kontrolowana, ponieważ w temperaturach do 800°C gwałtowne nagromadzenie się gazu może spowodować pękanie elektrody.
W tej fazie elektrody mają gęstość około 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACJA
Wypiekane elektrody są impregnowane specjalnym pakem (smoła płynna w temperaturze 200 ° C), aby zapewnić im wyższą gęstość, wytrzymałość mechaniczną i przewodność elektryczną, których będą potrzebować, aby wytrzymać trudne warunki pracy wewnątrz pieców.
5. PONOWNE PIECZENIE
Drugi cykl pieczenia lub „ponowne wypalanie” jest wymagany do karbonizacji impregnacji smołą i odpędzenia wszelkich pozostałych substancji lotnych.Temperatura wypieku sięga prawie 750°C.W tej fazie elektrody mogą osiągnąć gęstość około 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACJA
Piec Achesona
Ostatnim etapem produkcji grafitu jest konwersja węgla spiekanego do grafitu, nazywana grafityzacją.Podczas procesu grafityzacji mniej lub bardziej wstępnie uporządkowany węgiel (węgiel turbostratny) jest przekształcany w trójwymiarowo uporządkowaną strukturę grafitu.
Elektrody są upakowane w piecach elektrycznych otoczonych cząsteczkami węgla, tworząc stałą masę.Przez piec przepływa prąd elektryczny, który podnosi temperaturę do około 3000 °C.Proces ten jest zwykle realizowany przy użyciu PIECA ACHESON lub PIECA WZDŁUŻNEGO (LWG).
W piecu Acheson elektrody są grafityzowane w procesie wsadowym, podczas gdy w piecu LWG grafitowana jest jednocześnie cała kolumna.
7. OBRÓBKA
Elektrody grafitowe (po schłodzeniu) są obrabiane maszynowo do dokładnych wymiarów i tolerancji.Ten etap może również obejmować obróbkę i dopasowanie końców (gniazd) elektrod w system łączenia z gwintowanym trzpieniem grafitowym (nyple).
Czas publikacji: 08.04-2021