1. SIROVINE
Koks (približno 75-80% sadržaja)
Naftni koks
Naftni koks je najvažnija sirovina, a formira se u širokom rasponu struktura, od visoko anizotropnog igličastog koksa do gotovo izotropnog fluidnog koksa.Visoko anizotropni igličasti koks, zbog svoje strukture, nezamjenjiv je za proizvodnju elektroda visokih performansi koje se koriste u elektrolučnim pećima, gdje je potreban vrlo visok stupanj električne, mehaničke i toplinske nosivosti.Naftni koks se gotovo isključivo proizvodi odgođenim postupkom koksanja, što je blagi, spori postupak karbonizacije ostataka destilacije sirove nafte.
Igličasti koks je uobičajeno korišten izraz za posebnu vrstu koksa s iznimno visokom grafitizacijom koja je rezultat jake preferirane paralelne orijentacije njegove strukture turbostratičnog sloja i određenog fizičkog oblika zrna.
Veziva (približno 20-25% sadržaja)
Smola katrana ugljena
Veziva se koriste za aglomeriranje čvrstih čestica jedna s drugom.Njihova visoka sposobnost vlaženja tako pretvara smjesu u plastično stanje za naknadno oblikovanje ili ekstruziju.
Smola katrana ugljena je organski spoj i ima izrazitu aromatičnu strukturu.Zbog svog visokog udjela supstituiranih i kondenziranih benzenskih prstenova, već ima izrazito preformiranu heksagonalnu rešetkastu strukturu grafita, čime se olakšava stvaranje dobro uređenih grafitnih domena tijekom grafitizacije.Smola se pokazuje kao najpovoljnije vezivo.To je ostatak destilacije katrana ugljena.
2. MJEŠANJE I ISTISKAVANJE
Mljeveni koks se miješa s smolom ugljena i nekim aditivima kako bi se dobila jednolična pasta.To se dovodi 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.Da bi se omogućilo miješanje, a posebno proces ekstruzije (vidi sliku desno) smjesa mora biti viskozna.To se postiže držanjem na povišenoj temperaturi od cca.120°C (ovisno o parceli) tijekom cijelog procesa zelene proizvodnje.Ovaj osnovni oblik cilindričnog oblika poznat je kao "zelena elektroda".
3. PEČENJE
U upotrebi su dvije vrste peći za pečenje:
Ovdje se ekstrudirane šipke stavljaju u cilindrične kanistere od nehrđajućeg čelika (saggers).Kako bi se izbjegla deformacija elektroda tijekom procesa zagrijavanja, sageri su također ispunjeni zaštitnim slojem od pijeska.Saggers se utovaruju na željezničke platforme (dna vagona) i kotrljaju u peći na prirodni plin.
Prstenasta peć
Ovdje se elektrode postavljaju u kamenu skrivenu šupljinu u dnu proizvodne hale.Ova šupljina je dio 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 je smola karbonizirana, 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 (tekuća na 200°C) kako bi im se dala veća gustoća, mehanička čvrstoća i električna vodljivost koja će im trebati da izdrže teške uvjete rada unutar peći.
5. PONOVNO PEČENJE
Drugi ciklus pečenja, ili "ponovno pečenje", potreban je za karboniziranje impregnacije smole i uklanjanje svih preostalih hlapljivih tvari.Temperatura ponovnog pečenja doseže gotovo 750°C.U ovoj fazi elektrode mogu doseći gustoću oko 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACIJA
Acheson peć
Posljednji korak u proizvodnji grafita je pretvorba pečenog ugljika u grafit, nazvana grafitizacija.Tijekom procesa grafitizacije, više ili manje unaprijed naručeni ugljik (turbostratični ugljik) pretvara se u trodimenzionalno uređenu grafitnu strukturu.
Elektrode su pakirane u električne peći okružene česticama ugljika da tvore čvrstu masu.Električna struja prolazi kroz peć, podižući temperaturu na približno 3000°C.Ovaj se proces obično postiže korištenjem ACHESON PEĆI ili PEĆI UZ DUŽINA (LWG).
Kod peći Acheson elektrode se grafitiziraju šaržnim postupkom, dok se u LWG peći grafitizira cijela kolona istovremeno.
7. OBRADA
Grafitne elektrode (nakon hlađenja) se obrađuju na točne dimenzije i tolerancije.Ova faza također može uključivati strojnu obradu i ugradnju krajeva (utičnica) elektroda sa sustavom spajanja navojnih grafitnih klinova (bradavica).
Vrijeme objave: 08.04.2021