1. IZEJVIELAS
Kola (aptuveni 75–80% satura)
Naftas kokss
Naftas kokss ir vissvarīgākā izejviela, un tas tiek veidots plašā struktūru klāstā, sākot no ļoti anizotropiska adatveida koksa līdz gandrīz izotropiskam šķidram koksam. Pateicoties savai struktūrai, ļoti anizotropiskais adatveida kokss ir neaizstājams augstas veiktspējas elektrodu ražošanā, ko izmanto elektriskās loka krāsnīs, kur nepieciešama ļoti augsta elektriskā, mehāniskā un termiskā nestspēja. Naftas koksu gandrīz tikai ražo aizkavētā koksēšanas procesā, kas ir viegla, lēna jēlnaftas destilācijas atlikumu karbonizācijas procedūra.
Adatu kokss ir plaši lietots termins, kas apzīmē īpaša veida koksu ar ārkārtīgi augstu grafitizējamību, ko izraisa tā turbostratiskās slāņa struktūras spēcīga vēlamā paralēlā orientācija un īpaša graudu fizikālā forma.
Saistvielas (aptuveni 20–25 % satura)
Akmeņogļu darvas piķis
Saistvielas tiek izmantotas, lai cietās daļiņas savienotu kopā. To augstā mitrināšanas spēja tādējādi pārveido maisījumu plastiskā stāvoklī turpmākai formēšanai vai ekstrūzijai.
Akmeņogļu darvas piķis ir organisks savienojums ar izteiktu aromātisku struktūru. Pateicoties lielam aizvietotu un kondensētu benzola gredzenu īpatsvaram, tam jau ir izteikti iepriekš izveidota grafīta sešstūra režģa struktūra, tādējādi grafitizācijas laikā veicinot labi sakārtotu grafīta domēnu veidošanos. Piķis izrādās visizdevīgākā saistviela. Tas ir akmeņogļu darvas destilācijas atlikums.
2. SAJAUKŠANA UN EKSTRŪZIJA
Sasmalcināto koksu sajauc ar akmeņogļu darvas piķi un dažām piedevām, lai izveidotu viendabīgu pastu. To ievada ekstrūzijas cilindrā. Pirmajā solī gaiss ir jāizvada, veicot priekšpresēšanu. Pēc tam seko faktiskā ekstrūzijas darbība, kurā maisījums tiek ekstrudēts, lai izveidotu vēlamā diametra un garuma elektrodu. Lai nodrošinātu sajaukšanu un jo īpaši ekstrūzijas procesu (skatiet attēlu labajā pusē), maisījumam jābūt viskozam. To panāk, uzturot to paaugstinātā temperatūrā aptuveni 120 °C (atkarībā no piķa) visa zaļās ražošanas procesa laikā. Šī cilindriskā pamatforma ir pazīstama kā “zaļais elektrods”.
3. CEPŠANA
Tiek izmantoti divu veidu cepšanas krāsnis:
Šeit ekstrudētie stieņi tiek ievietoti cilindriskās nerūsējošā tērauda tvertnēs (saggeros). Lai izvairītos no elektrodu deformācijas karsēšanas procesa laikā, saggerus piepilda arī ar aizsargslāni no smiltīm. Saggerus iekrauj dzelzceļa vagonu platformās (vagonu pamatnēs) un velmē dabasgāzes kurināmās krāsnīs.
Gredzenveida krāsns
Šeit elektrodi tiek ievietoti akmens slēptā dobumā ražošanas zāles apakšā. Šī dobuma daļa ir daļa no gredzenu sistēmas, kurā ir vairāk nekā 10 kameras. Kameras ir savienotas savā starpā ar karstā gaisa cirkulācijas sistēmu, lai taupītu enerģiju. Tukšumi starp elektrodiem ir piepildīti arī ar smiltīm, lai izvairītos no deformācijas. Cepšanas procesā, kur darva tiek karbonizēta, temperatūra ir rūpīgi jākontrolē, jo temperatūrā līdz 800 °C strauja gāzes uzkrāšanās var izraisīt elektroda plaisāšanu.
Šajā fāzē elektrodu blīvums ir aptuveni 1,55–1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNĒŠANA
Ceptie elektrodi ir piesūcināti ar īpašu darvu (šķidru darvu 200 °C temperatūrā), lai nodrošinātu tiem lielāku blīvumu, mehānisko izturību un elektrovadītspēju, kas nepieciešama, lai izturētu skarbos ekspluatācijas apstākļus krāsnīs.
5. ATKĀRTOTA CEPŠANA
Lai karbonizētu darvas impregnējumu un izvadītu atlikušās gaistošās vielas, ir nepieciešams otrs cepšanas cikls jeb “atkārtota cepšana”. Atkārtotas cepšanas temperatūra sasniedz gandrīz 750 °C. Šajā fāzē elektrodu blīvums var sasniegt aptuveni 1,67–1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZĀCIJA
Ačesona krāsns
Grafīta ražošanas pēdējais solis ir ceptas oglekļa pārveidošana par grafītu, ko sauc par grafitizāciju. Grafitizācijas procesā vairāk vai mazāk iepriekš sakārtota ogle (turbostratiskā ogle) tiek pārveidota par trīsdimensiju sakārtotu grafīta struktūru.
Elektrodi ir ievietoti elektriskajās krāsnīs, ko ieskauj oglekļa daļiņas, veidojot cietu masu. Caur krāsni tiek laista elektriskā strāva, paaugstinot temperatūru līdz aptuveni 3000 °C. Šo procesu parasti panāk, izmantojot vai nu AČESONA KRĀSNI, vai GARENVIRSMAS KRĀSNI (LWG).
Ar Ašesona krāsni elektrodi tiek grafitizēti, izmantojot partijas procesu, savukārt LWG krāsnī visa kolonna tiek grafitizēta vienlaikus.
7. APSTRĀDE
Grafīta elektrodi (pēc atdzesēšanas) tiek apstrādāti atbilstoši precīziem izmēriem un pielaidēm. Šajā posmā var ietilpt arī elektrodu galu (ligzdu) apstrāde un piestiprināšana ar vītņotu grafīta tapu (nipeļu) savienojuma sistēmu.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 8. aprīlis