1. MATERII PRIME
Coca-Cola (aproximativ 75-80% conținut)
Cocs de petrol
Cocsul de petrol este cea mai importantă materie primă și se formează într-o gamă largă de structuri, de la cocs acicular extrem de anizotrop până la cocs fluid aproape izotrop. Cocsul acicular extrem de anizotrop, datorită structurii sale, este indispensabil pentru fabricarea electrozilor de înaltă performanță utilizați în cuptoarele cu arc electric, unde este necesar un grad foarte ridicat de capacitate portantă electrică, mecanică și termică. Cocsul de petrol este produs aproape exclusiv prin procesul de cocsificare întârziată, care este o procedură ușoară de carbonizare lentă a reziduurilor de distilare a țițeiului.
Cocsul cu ace este termenul utilizat în mod obișnuit pentru un tip special de cocs cu grafitizabilitate extrem de ridicată, rezultată dintr-o orientare paralelă preferată puternică a structurii straturilor turbostratice și o formă fizică particulară a granulelor.
Lianți (conținut de aproximativ 20-25%)
smoală de gudron de cărbune
Lianții sunt utilizați pentru a aglomera particulele solide între ele. Capacitatea lor ridicată de umectare transformă astfel amestecul într-o stare plastică pentru turnare sau extrudare ulterioară.
Smoala de gudron de cărbune este un compus organic și are o structură aromatică distinctă. Datorită proporției mari de inele benzenice substituite și condensate, are deja structura de rețea hexagonală preformată distinctă a grafitului, facilitând astfel formarea unor domenii grafitice bine ordonate în timpul grafitizării. Smoala se dovedește a fi cel mai avantajos liant. Este reziduul de distilare al gudronului de cărbune.
2. AMESTECARE ȘI EXTRUDERE
Cocsul măcinat este amestecat cu smoală de cărbune și anumiți aditivi pentru a forma o pastă uniformă. Aceasta este adusă în cilindrul de extrudare. Într-o primă etapă, aerul trebuie îndepărtat prin prepresare. Apoi urmează etapa de extrudare propriu-zisă, în care amestecul este extrudat pentru a forma un electrod cu diametrul și lungimea dorite. Pentru a permite amestecarea și în special procesul de extrudare (vezi imaginea din dreapta), amestecul trebuie să fie vâscos. Acest lucru se realizează prin menținerea la o temperatură ridicată de aproximativ 120°C (în funcție de smoală) pe parcursul întregului proces de producție verde. Această formă de bază, cu formă cilindrică, este cunoscută sub numele de „electrod verde”.
3. COACERE
Se utilizează două tipuri de cuptoare de coacere:
Aici, tijele extrudate sunt plasate în canistre cilindrice din oțel inoxidabil (saggere). Pentru a evita deformarea electrozilor în timpul procesului de încălzire, saggerele sunt, de asemenea, umplute cu un strat protector de nisip. Saggerele sunt încărcate pe platforme de vagoane (funduri de vagoane) și laminate în cuptoare alimentate cu gaz natural.
Cuptor inelar
Aici, electrozii sunt plasați într-o cavitate acoperită cu piatră, în partea de jos a halei de producție. Această cavitate face parte dintr-un sistem inelar cu peste 10 camere. Camerele sunt conectate între ele printr-un sistem de circulație a aerului cald pentru a economisi energie. Golurile dintre electrozi sunt, de asemenea, umplute cu nisip pentru a evita deformarea. În timpul procesului de coacere, unde smoala este carbonizată, temperatura trebuie controlată cu atenție, deoarece la temperaturi de până la 800°C, o acumulare rapidă de gaz poate provoca fisurarea electrodului.
În această fază, electrozii au o densitate de aproximativ 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPRENARE
Electrozii coapți sunt impregnați cu o smoală specială (smoală lichidă la 200°C) pentru a le conferi densitatea, rezistența mecanică și conductivitatea electrică mai mari de care vor avea nevoie pentru a rezista condițiilor severe de funcționare din interiorul cuptoarelor.
5. RECOACERE
Un al doilea ciclu de coacere, sau „recoacere”, este necesar pentru a carboniza impregnarea cu smoală și pentru a elimina orice substanțe volatile rămase. Temperatura de recoacere atinge aproape 750°C. În această fază, electrozii pot atinge o densitate de aproximativ 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZARE
Cuptorul Acheson
Etapa finală în fabricarea grafitului este conversia carbonului ars în grafit, numită grafitizare. În timpul procesului de grafitizare, carbonul mai mult sau mai puțin preordonat (carbonul turbostratic) este convertit într-o structură de grafit ordonată tridimensional.
Electrozii sunt ambalați în cuptoare electrice înconjurate de particule de carbon pentru a forma o masă solidă. Un curent electric este trecut prin cuptor, ridicând temperatura la aproximativ 3000°C. Acest proces se realizează de obicei folosind fie un CUPTOR ACHESON, fie un CUPTOR LONGITUDINAR (LWG).
Cu cuptorul Acheson, electrozii sunt grafitizați folosind un proces discontinuu, în timp ce într-un cuptor LWG întreaga coloană este grafitizată în același timp.
7. PRELUCRARE
Electrozii de grafit (după răcire) sunt prelucrați la dimensiuni și toleranțe exacte. Această etapă poate include, de asemenea, prelucrarea și montarea capetelor (prizelor) electrozilor cu un sistem de îmbinare cu știft filetat de grafit (niplu).
Data publicării: 08 aprilie 2021