1. СЫРАВІНА
Кола (прыкладна 75-80% па змесце)
Нафтавы кокс
Нафтавы кокс з'яўляецца найважнейшай сыравінай, і ён утвараецца ў шырокім дыяпазоне структур, ад вельмі анізатропнага ігольчатага коксу да амаль ізатропнага вадкага коксу. Высокаанізатропны ігольчасты кокс з-за сваёй структуры незаменны для вытворчасці высокапрадукцыйных электродаў, якія выкарыстоўваюцца ў дугавых электрапечах, дзе патрабуецца вельмі высокая электрычная, механічная і цеплавая нагрузачная здольнасць. Нафтавы кокс амаль выключна вырабляецца ў працэсе запаволенага каксавання, які ўяўляе сабой мяккую павольную працэдуру карбонізацыі рэшткаў перагонкі сырой нафты.
Ігольчаты кокс - гэта звычайна выкарыстоўваны тэрмін для адмысловага тыпу коксу з надзвычай высокай здольнасцю да графітызацыі, якая ўзнікае ў выніку моцнай пераважнай паралельнай арыентацыі яго турбастратычнай пластовай структуры і асаблівай фізічнай формы зерняў.
Звязальныя рэчывы (прыкладна 20-25% па змесце)
Каменнавугальны дзёгаць
Звязальныя рэчывы выкарыстоўваюцца для агламерацыі цвёрдых часціц адзін з адным. Такім чынам, іх высокая змочвае здольнасць ператварае сумесь у пластычны стан для наступнага фармавання або экструзіі.
Каменнавугальны пек з'яўляецца арганічным злучэннем і мае выразную араматычную структуру. З-за высокай долі замешчаных і кандэнсаваных бензольных кольцаў ён ужо мае выразна сфарміраваную гексаганальную структуру рашоткі графіту, што спрыяе ўтварэнню добраўпарадкаваных графітавых даменаў падчас графітызацыі. Смала аказваецца самым выгадным звязальным рэчывам. Гэта астатак перагонкі каменнавугальнай смалы.
2. Змешванне і экструзія
Здробнены кокс змешваюць з каменнавугальным пекам і некаторымі дадаткамі да адукацыі аднастайнай пасты. Гэта падаецца ў экструзійны цыліндр. На першым этапе неабходна выдаліць паветра з дапамогай папярэдняга прэсавання. Затым варта фактычны этап экструзіі, дзе сумесь экструдуецца з адукацыяй электрода патрэбнага дыяметра і даўжыні. Для магчымасці змешвання і асабліва працэсу экструзіі (гл. малюнак справа) сумесь павінна быць вязкай. Гэта дасягаецца захаваннем яго пры падвышанай тэмпературы прыбл. 120°C (у залежнасці ад кроку) на працягу ўсяго працэсу вытворчасці сыравіны. Гэтая асноўная форма цыліндрычнай формы вядомая як «зялёны электрод».
3. ВЫПЯЧАННЕ
Выкарыстоўваюцца пякарскія печы двух тыпаў:
Тут экструдаваныя стрыжні змяшчаюцца ў цыліндрычныя каністры з нержавеючай сталі (сагеры). Каб пазбегнуць дэфармацыі электродаў у працэсе нагрэву, сагеры таксама запаўняюцца ахоўным пакрыццём з пяску. Сагеры загружаюцца на платформы чыгуначных вагонаў (дно вагонаў) і закочваюцца ў прыродны газ - печы для абпальвання.
Кальцавая печ
Тут электроды размяшчаюцца ў каменнай схаванай пустэчы ў ніжняй частцы вытворчага памяшкання. Гэтая паражніна з'яўляецца часткай кальцавой сістэмы з больш чым 10 камер. Камеры злучаны паміж сабой сістэмай цыркуляцыі гарачага паветра для эканоміі энергіі. Пустаты паміж электродамі таксама запаўняюцца пяском, каб пазбегнуць дэфармацыі. У працэсе выпякання, калі смала карбанізуецца, неабходна старанна кантраляваць тэмпературу, таму што пры тэмпературах да 800°C хуткае назапашванне газу можа выклікаць парэпанне электрода.
У гэтай фазе электроды маюць шчыльнасць каля 1,55 – 1,60 кг/дм3.
4. ІМПРЭГНАЦЫЯ
Абпаленыя электроды прасякнуты спецыяльнай смалой (вадкай смалой пры тэмпературы 200°C), каб надаць ім больш высокую шчыльнасць, механічную трываласць і электраправоднасць, неабходныя для супрацьстаяння цяжкім умовам працы ўнутры печаў.
5. ПЕРАПЯЧАННЕ
Другі цыкл выпякання або «паўторнае выпяканне» неабходны для карбанізацыі смалы і выдалення рэшткаў лятучых рэчываў. Тэмпература паўторнага запякання дасягае амаль 750°C. У гэтай фазе электроды могуць дасягаць шчыльнасці каля 1,67 – 1,74 кг/дм3.
6. ГРАФІТЫЗАЦЫЯ
Печ Ачэсана
Апошнім этапам вытворчасці графіту з'яўляецца пераўтварэнне абпаленага вугляроду ў графіт, якое называецца графітызацыі. У працэсе графітызацыі больш-менш загадзя ўпарадкаваны вуглярод (турбастратычны вуглярод) ператвараецца ў трохмерную ўпарадкаваную структуру графіту.
Электроды пакуюцца ў электрычныя печы, акружаныя часціцамі вугляроду, утвараючы цвёрдую масу. Электрычны ток прапускаецца праз печ, падымаючы тэмпературу прыкладна да 3000°C. Гэты працэс звычайна дасягаецца з выкарыстаннем ПЕЧЫ АЧЭСАНА або ПЕЧІ ПАДОЛЖНАГА ПЕЧІ (LWG).
У печы Acheson электроды графітуюць з дапамогай перыядычнага працэсу, у той час як у печы LWG уся калона графітуецца адначасова.
7. АБРАБОТКА
Графітавыя электроды (пасля астуджэння) апрацоўваюцца ў адпаведнасці з дакладнымі памерамі і допускамі. Гэты этап можа таксама ўключаць у сябе механічную апрацоўку і падганянне канцоў (гнёздаў) электродаў з сістэмай злучэння графітавых штыфтоў (ніпеляў).
Час публікацыі: 8 красавіка 2021 г