1. СИРОВИНА
Кокс (приблизно 75-80% вмісту)
нафтовий кокс
Нафтовий кокс є найважливішою сировиною, і він утворюється в широкому діапазоні структур, від високоанізотропного голчастого коксу до майже ізотропного рідкого коксу. Високоанізотропний голчастий кокс, завдяки своїй структурі, незамінний для виробництва високопродуктивних електродів, що використовуються в електродугових печах, де необхідний дуже високий ступінь електричної, механічної та теплової несучої здатності. Нафтовий кокс майже виключно виробляється за допомогою процесу уповільненого коксування, який є м’якою повільною процедурою карбонізації залишків дистиляції сирої нафти.
Голчастий кокс — це загальновживаний термін для спеціального типу коксу з надзвичайно високою здатністю до графітизації, що є результатом переважної паралельної орієнтації його турбостратної шарової структури та особливої фізичної форми зерен.
В'яжучі речовини (приблизно 20-25% за вмістом)
Кам'яновугільний пек
Для агломерації твердих частинок один з одним використовуються сполучні речовини. Їхня висока змочувальна здатність таким чином перетворює суміш у пластичний стан для подальшого формування чи екструзії.
Кам'яновугільний пек є органічною сполукою і має чітку ароматичну структуру. Завдяки високій частці заміщених і конденсованих бензольних кілець він уже має чітко сформовану структуру гексагональної решітки графіту, що сприяє утворенню добре впорядкованих графітових доменів під час графітизації. Смола виявляється найвигіднішим сполучним. Це залишок дистиляції кам'яновугільної смоли.
2. ЗМІШУВАННЯ ТА ЕКСТРУЗІЯ
Подрібнений кокс змішують з кам'яновугільним пеком і деякими добавками для утворення однорідної пасти. Це подається в екструзійний циліндр. На першому етапі необхідно видалити повітря за допомогою попереднього пресування. Далі слід фактичний етап екструзії, де суміш екструдується для формування електрода бажаного діаметру та довжини. Щоб забезпечити змішування та особливо процес екструзії (див. малюнок праворуч), суміш має бути в’язкою. Це досягається підтримкою при підвищеній температурі прибл. 120°C (залежно від висоти) протягом усього процесу виробництва зелені. Ця основна форма циліндричної форми відома як «зелений електрод».
3. ВИПІЧКА
Використовуються два види хлібопекарських печей:
Тут екструдовані стрижні поміщаються в циліндричні каністри з нержавіючої сталі (сагери). Щоб уникнути деформації електродів у процесі нагрівання, сагери також заповнені захисним покриттям з піску. Сагери завантажуються на вагонні платформи (нища вагонів) і закочуються в печі, що працюють на природному газі.
Кільцева піч
Тут електроди розміщені в кам’яній закритій порожнині на дні виробничого цеху. Ця порожнина є частиною кільцевої системи з більш ніж 10 камер. Для економії енергії камери з’єднані між собою системою циркуляції гарячого повітря. Порожнечі між електродами також заповнюються піском, щоб уникнути деформації. Під час процесу випікання, коли пек карбонізується, температуру необхідно ретельно контролювати, оскільки при температурах до 800 °C швидке утворення газу може спричинити розтріскування електрода.
У цій фазі електроди мають щільність близько 1,55 – 1,60 кг/дм3.
4. ПРОСОКАННЯ
Запечені електроди просочують спеціальною смолою (рідка смола при 200°C), щоб надати їм вищу щільність, механічну міцність і електропровідність, необхідні для витримування суворих умов експлуатації всередині печей.
5. ПЕРЕПІЧАННЯ
Другий цикл випікання, або «повторне випікання», необхідний для карбонізації просочення смолою та видалення будь-яких летких речовин, що залишилися. Температура повторного випікання досягає майже 750°C. У цій фазі електроди можуть досягати щільності близько 1,67 – 1,74 кг/дм3.
6. ГРАФІТИЗАЦІЯ
Піч Ачесон
Останнім етапом виробництва графіту є перетворення випаленого вуглецю в графіт, що називається графітизацією. Під час процесу графітизації більш-менш попередньо впорядкований вуглець (турбостратний вуглець) перетворюється на тривимірну впорядковану структуру графіту.
Електроди упаковуються в електричні печі, оточені частинками вуглецю, утворюючи суцільну масу. Через піч пропускають електричний струм, підвищуючи температуру приблизно до 3000°C. Цей процес зазвичай досягається за допомогою ПЕЧІ АЧЕСОНА або ПЕЧІ ПО ДОВЖИНІ (LWG).
У печі Acheson електроди графітуються за допомогою періодичного процесу, тоді як у печі LWG графітується вся колона одночасно.
7. МЕХАНІЧНА ОБРОБКА
Графітові електроди (після охолодження) обробляються відповідно до точних розмірів і допусків. Цей етап також може включати механічну обробку та підгонку кінців (гнізд) електродів за допомогою різьбової системи з’єднання графітових штифтів (ніпелів).
Час публікації: 08 квітня 2021 р