1. HAMMADDELER
Kola (yaklaşık %75-80 oranında)
Petrol kok
Petrol koku en önemli hammaddedir ve yüksek anizotropik iğne kokundan neredeyse izotropik sıvı kokuna kadar çok çeşitli yapılarda oluşur. Yüksek anizotropik iğne koku, yapısı nedeniyle, çok yüksek derecede elektriksel, mekanik ve termal yük taşıma kapasitesinin gerekli olduğu elektrik ark fırınlarında kullanılan yüksek performanslı elektrotların üretimi için vazgeçilmezdir. Petrol koku neredeyse yalnızca ham petrol damıtma kalıntılarının hafif yavaş karbonizasyon prosedürü olan gecikmeli koklaştırma işlemiyle üretilir.
İğne kok, turbostratik tabaka yapısının güçlü tercihli paralel yönelimi ve tanelerin belirli bir fiziksel şekli nedeniyle son derece yüksek grafitlenebilirliğe sahip özel bir kok türü için yaygın olarak kullanılan bir terimdir.
Bağlayıcılar (yaklaşık %20-25 içerik)
Kömür katranı zifti
Bağlayıcı maddeler katı parçacıkları birbirine bağlamak için kullanılır. Yüksek ıslatma kabiliyetleri karışımı daha sonraki kalıplama veya ekstrüzyon için plastik bir hale dönüştürür.
Kömür katranı zifti organik bir bileşiktir ve belirgin bir aromatik yapıya sahiptir. Yüksek oranda ikame edilmiş ve yoğunlaştırılmış benzen halkaları içerdiğinden, grafitin belirgin şekilde önceden oluşturulmuş altıgen kafes yapısına sahiptir ve böylece grafitleşme sırasında iyi düzenlenmiş grafitik alanların oluşumunu kolaylaştırır. Ziftin en avantajlı bağlayıcı olduğu kanıtlanmıştır. Kömür katranının damıtma kalıntısıdır.
2. KARIŞTIRMA VE EKSTRÜZYON
Öğütülmüş kok kömür katranı zifti ve bazı katkı maddeleriyle karıştırılarak homojen bir macun oluşturulur. Bu ekstrüzyon silindirine getirilir. İlk adımda hava ön presleme ile uzaklaştırılmalıdır. Daha sonra karışımın istenen çap ve uzunlukta bir elektrot oluşturmak üzere ekstrüde edildiği gerçek ekstrüzyon adımı gelir. Karıştırmayı ve özellikle ekstrüzyon işlemini (sağdaki resme bakın) mümkün kılmak için karışımın viskoz olması gerekir. Bu, tüm yeşil üretim süreci boyunca yaklaşık 120°C'lik (zifte bağlı olarak) yüksek sıcaklıkta tutularak elde edilir. Silindirik şekle sahip bu temel form "yeşil elektrot" olarak bilinir.
3. PİŞİRME
İki tip fırın kullanılmaktadır:
Burada ekstrüde edilmiş çubuklar silindirik paslanmaz çelik kutulara (sagger'lar) yerleştirilir. Isıtma işlemi sırasında elektrotların deformasyonunu önlemek için, sagger'lar ayrıca kumdan oluşan koruyucu bir örtüyle doldurulur. Sagger'lar vagon platformlarına (vagon tabanları) yüklenir ve doğal gazla çalışan fırınlara yuvarlanır.
Halka fırın
Burada elektrotlar üretim holünün altındaki taştan gizli bir boşluğa yerleştirilir. Bu boşluk 10'dan fazla bölmeden oluşan bir halka sisteminin parçasıdır. Enerji tasarrufu için bölmeler sıcak hava sirkülasyon sistemiyle birbirine bağlanır. Elektrotlar arasındaki boşluklar da deformasyonu önlemek için kumla doldurulur. Ziftin karbonize edildiği pişirme işlemi sırasında sıcaklık dikkatlice kontrol edilmelidir çünkü 800°C'ye kadar olan sıcaklıklarda hızlı bir gaz birikimi elektrotun çatlamasına neden olabilir.
Bu fazda elektrotların yoğunluğu 1,55 – 1,60 kg/dm3 civarındadır.
4. EMPRENYE ETME
Pişirilen elektrotlar, fırınların içindeki zorlu çalışma koşullarına dayanmaları için ihtiyaç duyacakları daha yüksek yoğunluk, mekanik mukavemet ve elektrik iletkenliğini sağlamak amacıyla özel bir zift (200°C'de sıvı zift) ile emprenye edilir.
5. YENİDEN PİŞİRME
Zift emdirmeyi karbonize etmek ve kalan uçucu maddeleri uzaklaştırmak için ikinci bir pişirme döngüsü veya "yeniden pişirme" gerekir. Yeniden pişirme sıcaklığı neredeyse 750°C'ye ulaşır. Bu aşamada elektrotlar yaklaşık 1,67 - 1,74 kg/dm3 yoğunluğa ulaşabilir.
6. GRAFİTLEŞME
Acheson Fırını
Grafit üretimindeki son adım, grafitleştirme adı verilen pişmiş karbonun grafite dönüştürülmesidir. Grafitleştirme işlemi sırasında, az çok önceden düzenlenmiş karbon (turbostratik karbon), üç boyutlu olarak düzenlenmiş bir grafit yapısına dönüştürülür.
Elektrotlar, katı bir kütle oluşturmak için karbon parçacıklarıyla çevrili elektrikli fırınlara paketlenir. Fırından bir elektrik akımı geçirilir ve sıcaklık yaklaşık 3000°C'ye çıkarılır. Bu işlem genellikle bir ACHESON FURNACE veya bir LENGTHWISE FURNACE (LWG) kullanılarak gerçekleştirilir.
Acheson fırınında elektrotlar partisel bir işlem kullanılarak grafitlendirilirken, LWG fırınında tüm kolon aynı anda grafitlendirilir.
7. İŞLEME
Grafit elektrotlar (soğutulduktan sonra) tam ölçülere ve toleranslara göre işlenir. Bu aşama ayrıca elektrotların uçlarının (yuvalarının) dişli grafit pim (meme) birleştirme sistemiyle işlenmesini ve takılmasını da içerebilir.
Gönderi zamanı: 08-04-2021