1. MATERIALE PRIME
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 cu ac extrem de anizotrop până la cocs fluid aproape izotrop. Cocsul de ac, foarte anizotrop, datorita structurii sale, este indispensabil pentru fabricarea electrozilor performanti folositi in cuptoarele cu arc electric, unde este necesar un grad foarte mare de capacitate portanta electrica, mecanica si termica. Cocsul de petrol este produs aproape exclusiv prin procesul de cocsificare întârziată, care este o procedură de carbonizare uşoară lentă a reziduurilor de distilare a ţiţeiului.
Cocs cu ac este termenul folosit în mod obișnuit pentru un tip special de cocs cu grafitizare extrem de ridicată, care rezultă dintr-o orientare paralelă preferată puternică a structurii stratului său turbostratic și o formă fizică particulară a boabelor.
Lianți (aproximativ 20-25% conținut)
smoală de gudron de cărbune
Agenții de legare sunt utilizați pentru a aglomera particulele solide între ele. Capacitatea lor mare de umectare transformă astfel amestecul într-o stare plastică pentru turnare sau extrudare ulterioară.
Smul de gudron de cărbune este un compus organic și are o structură aromatică distinctă. Datorită proporției sale mari de inele benzenice substituite și condensate, are deja structura rețelei hexagonală distinct preformată a grafitului, facilitând astfel formarea de domenii grafitice bine ordonate în timpul grafitizării. Pitch se dovedește a fi cel mai avantajos liant. Este reziduul de distilare al gudronului de cărbune.
2. AMESTECARE ŞI EXTRUDERE
Cocsul măcinat este amestecat cu smoală de gudron de cărbune și câțiva aditivi pentru a forma o pastă uniformă. Acesta este adus în cilindrul de extrudare. Într-o primă etapă, aerul trebuie îndepărtat prin prepresare. Apoi urmează etapa reală de extrudare 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 acestuia la o temperatură ridicată de cca. 120°C (în funcție de smoală) pe tot parcursul procesului de producție verde. Această formă de bază cu formă cilindrică este cunoscută sub numele de „electrod verde”.
3. COACERE
Sunt utilizate două tipuri de cuptoare de coacere:
Aici tijele extrudate sunt plasate în recipiente cilindrice din oțel inoxidabil (saggers). Pentru a evita deformarea electrozilor în timpul procesului de încălzire, saggerele sunt de asemenea umplute cu o acoperire protectoare de nisip. Saggerele sunt încărcate pe platformele vagoanelor (fundurile vagoanelor) și rulate în cuptoare cu gaz natural.
Cuptor cu inel
Aici electrozii sunt plasați într-o cavitate acoperită de piatră în partea de jos a halei de producție. Această cavitate face parte dintr-un sistem inel de mai mult de 10 camere. Camerele sunt conectate împreună cu 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, în care smoala este carbonizată, temperatura trebuie controlată cu atenție deoarece la temperaturi de până la 800°C o acumulare rapidă de gaz poate provoca crăparea electrodului.
În această fază, electrozii au o densitate în jur de 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNARE
Electrozii copți sunt impregnați cu un pas special (pitch lichid la 200°C) pentru a le oferi densitatea mai mare, rezistența mecanică și conductibilitatea electrică de care vor avea nevoie pentru a rezista la condițiile severe de funcționare din interiorul cuptoarelor.
5. COACERE
Un al doilea ciclu de coacere, sau „recoace”, este necesar pentru a carboniza impregnarea cu smoală și pentru a elimina orice substanțe volatile rămase. Temperatura de coacere ajunge la aproape 750°C. În această fază electrozii pot atinge o densitate în jur de 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZAREA
Cuptorul Acheson
Pasul final în fabricarea grafitului este o conversie a carbonului copt în grafit, numită grafitizare. În timpul procesului de grafitizare, carbonul mai mult sau mai puțin precomandat (carbon turbostratic) este transformat 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 trece prin cuptor, ridicând temperatura la aproximativ 3000°C. Acest proces se realizează, de obicei, folosind fie un CUPTOR ACHESON, fie un CUPTOR LUNGIME (LWG).
Cu cuptorul Acheson electrozii sunt grafitizati folosind un proces discontinuu, in timp ce intr-un cuptor LWG intreaga coloana este grafitizata in acelasi 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 (duzele) electrozilor cu un sistem de îmbinare cu știfturi filetate din grafit (niplu).
Ora postării: 08.04.2021