1. SUROVINE
Koksa (približno 75-80 % vsebnosti)
Naftni koks
Naftni koks je najpomembnejša surovina in se tvori v številnih strukturah, od zelo anizotropnega igelnega koksa do skoraj izotropnega tekočega koksa.Visoko anizotropni igelni koks je zaradi svoje strukture nepogrešljiv za izdelavo visoko zmogljivih elektrod, ki se uporabljajo v elektroobločnih pečeh, kjer je potrebna zelo visoka stopnja električne, mehanske in toplotne nosilnosti.Naftni koks se skoraj izključno proizvaja s postopkom zakasnjenega koksanja, ki je blag počasni postopek karbonizacije ostankov destilacije surove nafte.
Igličasti koks je pogosto uporabljen izraz za posebno vrsto koksa z izjemno visoko grafitizacijo, ki je posledica močne prednostne vzporedne orientacije njegove strukture turbostratičnega sloja in posebne fizične oblike zrn.
veziva (približno 20-25 % vsebnosti)
Smola premogovega katrana
Vezivna sredstva se uporabljajo za aglomeracijo trdnih delcev med seboj.Njihova visoka omočilna sposobnost tako spremeni mešanico v plastično stanje za naknadno oblikovanje ali ekstruzijo.
Smola premogovega katrana je organska spojina in ima izrazito aromatično strukturo.Zaradi visokega deleža substituiranih in kondenziranih benzenskih obročev ima že izrazito oblikovano šesterokotno rešetkasto strukturo grafita, kar olajša nastanek dobro urejenih grafitnih domen med grafitizacijo.Smola se izkaže za najugodnejše vezivo.To je ostanek destilacije premogovega katrana.
2. MEŠANJE IN IZTISKAVANJE
Zmlet koks se zmeša s smolo premogovega katrana in nekaterimi dodatki, da nastane enotna pasta.To se pripelje v ekstruzijski cilinder.V prvem koraku je treba zrak odstraniti s predstiskanjem.Nato sledi dejanski korak ekstrudiranja, kjer se zmes ekstrudira, da tvori elektrodo želenega premera in dolžine.Za omogočanje mešanja in predvsem postopka ekstruzije (glej sliko na desni) mora biti zmes viskozna.To dosežemo tako, da ga vzdržujemo pri povišani temperaturi pribl.120°C (odvisno od višine) med celotnim procesom zelene proizvodnje.Ta osnovna oblika z valjasto obliko je znana kot "zelena elektroda".
3. PEKA
V uporabi sta dve vrsti peči za peko:
Tu so ekstrudirane palice nameščene v cilindrične posode iz nerjavnega jekla (saggers).Da bi se izognili deformaciji elektrod med postopkom segrevanja, so zgibi napolnjeni tudi z zaščitno prevleko iz peska.Saggers se naložijo na železniške platforme (dna avtomobilov) in zvijejo v peči na zemeljski plin.
Obročna peč
Tu so elektrode nameščene v kamnito skrito votlino na dnu proizvodne hale.Ta votlina je del obročnega sistema z več kot 10 komorami.Za varčevanje z energijo so komore povezane s sistemom za kroženje vročega zraka.Praznine med elektrodami so tudi napolnjene s peskom, da se prepreči deformacija.Med postopkom peke, kjer je smola karbonizirana, je treba temperaturo skrbno nadzorovati, saj lahko pri temperaturah do 800°C hitro nabiranje plina povzroči pokanje elektrode.
V tej fazi imajo elektrode gostoto okoli 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACIJA
Pečene elektrode so impregnirane s posebno smolo (tekočina pri 200°C), da jim zagotovimo večjo gostoto, mehansko trdnost in električno prevodnost, ki jih bodo potrebovali, da bodo vzdržali težke pogoje delovanja v pečeh.
5. PONOVNA PEKA
Drugi cikel peke ali "rebake" je potreben, da karbonizira impregnacijo smole in odstrani vse preostale hlapne snovi.Temperatura pečenja doseže skoraj 750°C.V tej fazi lahko elektrode dosežejo gostoto okoli 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACIJA
Achesonova peč
Zadnji korak v proizvodnji grafita je pretvorba pečenega ogljika v grafit, ki se imenuje grafitizacija.Med postopkom grafitizacije se bolj ali manj vnaprej naročen ogljik (turbostratični ogljik) pretvori v tridimenzionalno urejeno grafitno strukturo.
Elektrode so pakirane v električnih pečeh, obdanih z ogljikovimi delci, da tvorijo trdno maso.Skozi peč teče električni tok, ki dvigne temperaturo na približno 3000°C.Ta postopek se običajno doseže z uporabo ACHESON PEČI ali VZDOLŽNE PEČI (LWG).
Pri peči Acheson so elektrode grafitizirane po šaržnem postopku, pri LWG peči pa je grafitizirana celotna kolona hkrati.
7. STROJNA OBDELAVA
Grafitne elektrode (po hlajenju) so strojno obdelane na natančne dimenzije in tolerance.Ta stopnja lahko vključuje tudi obdelavo in namestitev koncev (vtičnic) elektrod s sistemom za spajanje navojnih grafitnih zatičev (nastavkov).
Čas objave: 8. april 2021