1. SIROVINE
Coca-Cola (otprilike 75-80% sadržaja)
Naftni koks
Naftni koks je najvažnija sirovina, a nastaje u širokom rasponu struktura, od visoko anizotropnog igličastog koksa do gotovo izotropnog fluidnog koksa. Visoko anizotropni igličasti koks, zbog svoje strukture, neophodan je za proizvodnju visokoučinkovitih elektroda koje se koriste u elektrolučnim pećima, gdje je potreban vrlo visok stupanj električne, mehaničke i toplinske nosivosti. Naftni koks se gotovo isključivo proizvodi postupkom odgođenog koksiranja, što je blagi postupak spore karbonizacije ostataka destilacije sirove nafte.
Igličasti koks je uobičajeno korišteni naziv za posebnu vrstu koksa s izuzetno visokom mogućnošću grafitizacije koja je rezultat snažne preferirane paralelne orijentacije njegove turbostratične slojevite strukture i određenog fizičkog oblika zrna.
Veziva (otprilike 20-25% sadržaja)
Katranska smola ugljena
Veziva se koriste za aglomeraciju čvrstih čestica jedne s drugom. Njihova visoka sposobnost vlaženja tako pretvara smjesu u plastično stanje za naknadno oblikovanje ili ekstruziju.
Smola ugljenog katrana je organski spoj i ima izrazitu aromatsku strukturu. Zbog visokog udjela supstituiranih i kondenziranih benzenskih prstenova, već ima izrazito prethodno formiranu heksagonalnu rešetkastu strukturu grafita, što olakšava stvaranje dobro uređenih grafitnih domena tijekom grafitizacije. Smola se pokazuje kao najpovoljnije vezivo. To je ostatak destilacije ugljenog katrana.
2. MIJEŠANJE I EKSTRUZIJA
Mljeveni koks se miješa s katranom ugljena i nekim aditivima kako bi se formirala ujednačena pasta. To se unosi u cilindar za ekstruziju. U prvom koraku zrak se mora ukloniti predprešanjem. Zatim slijedi stvarni korak ekstruzije gdje se smjesa ekstrudira kako bi se formirala elektroda željenog promjera i duljine. Kako bi se omogućilo miješanje, a posebno proces ekstruzije (vidi sliku desno), smjesa mora biti viskozna. To se postiže održavanjem na povišenoj temperaturi od približno 120°C (ovisno o smoli) tijekom cijelog procesa zelene proizvodnje. Ovaj osnovni oblik cilindričnog oblika poznat je kao "zelena elektroda".
3. PEČENJE
Koriste se dvije vrste peći za pečenje:
Ovdje se ekstrudirane šipke stavljaju u cilindrične spremnike od nehrđajućeg čelika (saggere). Kako bi se izbjegla deformacija elektroda tijekom procesa zagrijavanja, saggeri su također ispunjeni zaštitnim slojem pijeska. Saggeri se utovaruju na platforme vagona (podine vagona) i kotrljaju u peći na prirodni plin.
Prstenasta peć
Ovdje se elektrode postavljaju u kamenu skrivenu šupljinu na dnu proizvodne hale. Ova šupljina dio je prstenastog sustava od više od 10 komora. Komore su međusobno povezane sustavom cirkulacije vrućeg zraka radi uštede energije. Praznine između elektroda također su ispunjene pijeskom kako bi se izbjegla deformacija. Tijekom procesa pečenja, gdje se smola karbonizira, temperatura se mora pažljivo kontrolirati jer na temperaturama do 800°C brzo nakupljanje plina može uzrokovati pucanje elektrode.
U ovoj fazi elektrode imaju gustoću oko 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACIJA
Pečene elektrode impregnirane su posebnom smolom (tekućom smolom na 200 °C) kako bi im se dala veća gustoća, mehanička čvrstoća i električna vodljivost potrebnu za podnošenje teških radnih uvjeta unutar peći.
5. PONOVNO PEČENJE
Drugi ciklus pečenja, ili „ponovno pečenje“, potreban je za karbonizaciju impregnacije smole i uklanjanje svih preostalih hlapljivih tvari. Temperatura ponovnog pečenja doseže gotovo 750 °C. U ovoj fazi elektrode mogu postići gustoću od oko 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACIJA
Achesonova peć
Posljednji korak u proizvodnji grafita je pretvorba pečenog ugljika u grafit, što se naziva grafitizacija. Tijekom procesa grafitizacije, više ili manje prethodno uređeni ugljik (turbostratični ugljik) pretvara se u trodimenzionalno uređenu strukturu grafita.
Elektrode su pakirane u električnim pećima okružene česticama ugljika kako bi se formirala čvrsta masa. Kroz peć se provodi električna struja, podižući temperaturu na približno 3000 °C. Ovaj se proces obično postiže ACHESONOVOM PEĆI ili UZDUŽNOM PEĆI (LWG).
Kod Achesonove peći elektrode se grafitiziraju šaržnim postupkom, dok se kod LWG peći grafitizira cijela kolona istovremeno.
7. STROJNA OBRADA
Grafitne elektrode (nakon hlađenja) se obrađuju prema točnim dimenzijama i tolerancijama. Ova faza može uključivati i obradu i spajanje krajeva (utičnica) elektroda sustavom spajanja s navojnim grafitnim iglama (niplom).
Vrijeme objave: 08.04.2021.