1. TOORAINE
Coca-Cola (sisaldus ligikaudu 75–80%)
Naftakoks
Naftakoksi on kõige olulisem tooraine ning seda leidub väga erinevates struktuurides, alates väga anisotroopsest nõelkoksist kuni peaaegu isotroopse vedelkoksini. Tänu oma struktuurile on väga anisotroopne nõelkoks hädavajalik elektrikaarahjudes kasutatavate suure jõudlusega elektroodide tootmiseks, kus on vaja väga suurt elektrilist, mehaanilist ja termilist kandevõimet. Naftakoksi toodetakse peaaegu eranditult aeglustatud koksistamisprotsessi abil, mis on toornafta destilleerimisjääkide leebe aeglane karboniseerimisprotsess.
Nõelkoks on üldkasutatav termin spetsiaalse koksitüübi kohta, millel on äärmiselt kõrge grafitiseeritavus, mis tuleneb selle turbostraatilise kihistruktuuri tugevalt eelistatud paralleelsest orientatsioonist ja terade erilisest füüsikalisest kujust.
Sideained (sisaldus ligikaudu 20–25%)
Kivisöetõrva pigi
Sideaineid kasutatakse tahkete osakeste üksteise külge aglomereerimiseks. Nende kõrge märgumisvõime muudab segu seega plastilisse olekusse järgnevaks vormimiseks või ekstrusiooniks.
Kivisöetõrva pigi on orgaaniline ühend, millel on selgelt eristuv aromaatne struktuur. Tänu suurele asendatud ja kondenseerunud benseenitsüklite osakaalule on sellel juba grafiidi selgelt eristuv kuusnurkne võrestruktuur, mis hõlbustab hästi korrastatud grafiitdomeenide moodustumist grafitiseerimise ajal. Pigi osutub kõige soodsamaks sideaineks. See on kivisöetõrva destillatsioonijääk.
2. SEGAMINE JA EKSTRUSIOON
Jahvatatud koks segatakse kivisöetõrva pigi ja mõnede lisanditega, et moodustada ühtlane pasta. See juhitakse ekstrusioonisilindrisse. Esimeses etapis tuleb õhk eelpressimise teel eemaldada. Seejärel järgneb tegelik ekstrusioonietapp, kus segu ekstrudeeritakse soovitud läbimõõdu ja pikkusega elektroodiks. Segamise ja eriti ekstrusiooniprotsessi võimaldamiseks (vt paremal olevat pilti) peab segu olema viskoosne. See saavutatakse, hoides seda kogu rohelise tootmisprotsessi vältel umbes 120 °C juures kõrgel temperatuuril (sõltuvalt pigist). Seda silindrilise kujuga põhivormi nimetatakse „roheliseks elektroodiks“.
3. KÜPSETAMINE
Kasutusel on kahte tüüpi küpsetusahjusid:
Siin asetatakse ekstrudeeritud vardad silindrilistesse roostevabast terasest anumatesse (saggeritesse). Elektroodide deformatsiooni vältimiseks kuumutamisprotsessi ajal täidetakse saggeritesse ka kaitsev liivakate. Saggeritesse laaditakse vagunialused platvormid (vagunipõhjad) ja veeretatakse maagaasil töötavatesse ahjudesse.
Rõngasahi
Siin asetatakse elektroodid tootmishalli põhjas asuvasse kivist kaetud õõnsusse. See õõnsus on osa enam kui 10 kambrist koosnevast rõngassüsteemist. Energia säästmiseks on kambrid omavahel ühendatud kuuma õhu tsirkulatsioonisüsteemiga. Elektroodide vahelised tühimikud täidetakse deformatsiooni vältimiseks ka liivaga. Küpsetamise ajal, kus pigi karboniseeritakse, tuleb temperatuuri hoolikalt kontrollida, sest temperatuuril kuni 800 °C võib kiire gaasi kogunemine põhjustada elektroodi pragunemist.
Selles faasis on elektroodide tihedus umbes 1,55–1,60 kg/dm3.
4. IMMUTAMINE
Küpsetatud elektroodid immutatud spetsiaalse pigiga (vedel pigi temperatuuril 200 °C), et anda neile suurem tihedus, mehaaniline tugevus ja elektrijuhtivus, mida nad vajavad ahjude sisemiste raskete töötingimuste talumiseks.
5. UUESTI KÜPSETAMINE
Pigi immutuskihi karboniseerimiseks ja järelejäänud lenduvate ainete eemaldamiseks on vajalik teine küpsetustsükkel ehk „uuesti küpsetamine“. Uuesti küpsetamise temperatuur ulatub peaaegu 750 °C-ni. Selles faasis võib elektroodide tihedus ulatuda umbes 1,67–1,74 kg/dm3.
6. GRAFITISEERIMINE
Achesoni ahi
Grafiidi tootmise viimane etapp on küpsetatud süsiniku muundamine grafiidiks, mida nimetatakse grafitiseerimiseks. Grafitiseerimisprotsessi käigus muundatakse enam-vähem eelnevalt korrastatud süsinik (turbostraatne süsinik) kolmemõõtmeliselt korrastatud grafiidistruktuuriks.
Elektroodid pakitakse elektriahjudesse, mis on ümbritsetud süsinikuosakestega, moodustades tahke massi. Ahju läbib elektrivool, mis tõstab temperatuuri umbes 3000 °C-ni. See protsess saavutatakse tavaliselt kas ACHESONi ahju või pikisuunalise ahju (LWG) abil.
Achesoni ahjus grafitiseeritakse elektroodid partiiprotsessi abil, samas kui LWG ahjus grafitiseeritakse kogu kolonn samaaegselt.
7. TÖÖTLEMINE
Grafiitelektroodid (pärast jahutamist) freesitakse täpsete mõõtmete ja tolerantside järgi. See etapp võib hõlmata ka elektroodide otste (pesade) freesimist ja paigaldamist keermestatud grafiittihvti (nippelühenduse) süsteemiga.
Postituse aeg: 08.04.2021