1. СУРОВИНИ
Кока-кола (приблизително 75-80% съдържание)
Петролен кокс
Нефтеният кокс е най-важната суровина и се образува в широк спектър от структури, от силно анизотропен игловиден кокс до почти изотропен течен кокс. Силно анизотропният игловиден кокс, поради своята структура, е незаменим за производството на високопроизводителни електроди, използвани в електродъгови пещи, където се изисква много висока степен на електрическа, механична и термична товароносимост. Нефтеният кокс се произвежда почти изключително чрез процеса на забавено коксуване, който представлява лека бавна процедура на карбонизация на остатъци от дестилация на суров петрол.
Игловидният кокс е често използваният термин за специален вид кокс с изключително висока графитизация, резултат от силна предпочитана паралелна ориентация на неговата турбостратна слоеста структура и специфична физическа форма на зърната.
Свързващи вещества (приблизително 20-25% съдържание)
Въглен катран
Свързващите агенти се използват за агломериране на твърдите частици една с друга. Високата им омокряща способност по този начин превръща сместа в пластично състояние за последващо формоване или екструдиране.
Въглищният катран е органично съединение с отличителна ароматна структура. Поради високия си дял на заместени и кондензирани бензенови пръстени, той вече има отчетливо предварително оформена хексагонална решетъчна структура на графита, което улеснява образуването на добре подредени графитни домени по време на графитизацията. Смолата се оказва най-благоприятното свързващо вещество. Тя е остатък от дестилацията на въглищен катран.
2. СМЕСВАНЕ И ЕКСТРУЗИЯ
Смленият кокс се смесва с каменовъглен катран и някои добавки, за да се образува еднородна паста. Това се подава в екструдиращия цилиндър. В първата стъпка въздухът трябва да се отстрани чрез предварително пресоване. След това следва същинската стъпка на екструдиране, при която сместа се екструдира, за да се образува електрод с желания диаметър и дължина. За да се даде възможност за смесване и особено за процес на екструдиране (вижте снимката вдясно), сместа трябва да е вискозна. Това се постига чрез поддържане на повишена температура от приблизително 120°C (в зависимост от катрана) по време на целия процес на зелено производство. Тази основна форма с цилиндрична форма е известна като „зелен електрод“.
3. ПЕЧЕНЕ
Използват се два вида пещи за печене:
Тук екструдираните пръти се поставят в цилиндрични контейнери от неръждаема стомана (сагери). За да се избегне деформацията на електродите по време на процеса на нагряване, сагерите се пълнят и със защитно покритие от пясък. Сагерите се товарят на платформи на вагони (дъната на вагоните) и се търкалят в пещи, работещи с природен газ.
Пръстенова пещ
Тук електродите се поставят в каменна скрита кухина в дъното на производственото хале. Тази кухина е част от пръстеновидна система от повече от 10 камери. Камерите са свързани помежду си със система за циркулация на горещ въздух, за да се пести енергия. Празните пространства между електродите също са запълнени с пясък, за да се избегне деформация. По време на процеса на печене, където смолата се карбонизира, температурата трябва да се контролира внимателно, тъй като при температури до 800°C бързото натрупване на газ може да причини напукване на електрода.
В тази фаза електродите имат плътност около 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. ИМПРЕГНИРАНЕ
Изпечените електроди се импрегнират със специална смола (течна смола при 200°C), за да им се придаде по-висока плътност, механична якост и електрическа проводимост, необходими за издържане на тежките работни условия в пещите.
5. ПОВТОРНО ПЕЧЕНЕ
Необходим е втори цикъл на печене или „повторно печене“, за да се карбонизира импрегнацията със смола и да се отстранят всички останали летливи вещества. Температурата на повторно печене достига почти 750°C. В тази фаза електродите могат да достигнат плътност около 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. ГРАФИТИЗАЦИЯ
Пещ Ачесън
Последната стъпка в производството на графит е превръщането на изпечен въглерод в графит, наречено графитизиране. По време на процеса на графитизиране, повече или по-малко предварително подреденият въглерод (турбостратичен въглерод) се преобразува в триизмерно подредена графитна структура.
Електродите са опаковани в електрически пещи, обградени от въглеродни частици, за да образуват твърда маса. През пещта се пропуска електрически ток, повишавайки температурата до приблизително 3000°C. Този процес обикновено се постига с помощта на пещ ACHESON или надлъжна пещ (LWG).
При пещта на Ачесън електродите се графитизират с помощта на периодичен процес, докато в пещ с ниско налягане (LWG) цялата колона се графитизира едновременно.
7. ОБРАБОТКА
Графитните електроди (след охлаждане) се обработват машинно до точни размери и допуски. Този етап може също да включва машинна обработка и монтиране на краищата (гнездата) на електродите със система за свързване с резбовани графитни щифтове (нипъли).
Време на публикуване: 08 април 2021 г.