1. SUROVINY
Koks (obsah přibližně 75-80 %)
Ropný koks
Ropný koks je nejdůležitější surovinou a vzniká v široké škále struktur, od vysoce anizotropního jehlového koksu až po téměř izotropní tekutý koks.Vysoce anizotropní jehlový koks je díky své struktuře nepostradatelný pro výrobu vysoce výkonných elektrod používaných v elektrických obloukových pecích, kde je vyžadována velmi vysoká elektrická, mechanická a tepelná únosnost.Ropný koks se téměř výhradně vyrábí procesem zpožděného koksování, což je mírná pomalá karbonizace zbytků z destilace ropy.
Jehlový koks je běžně používaný termín pro speciální typ koksu s extrémně vysokou grafitizovatelností, která je výsledkem silné preferované paralelní orientace jeho turbostratické vrstvy a zvláštního fyzického tvaru zrn.
Pojiva (obsah přibližně 20-25 %)
Uhelná smola
Pojiva se používají k vzájemné aglomeraci pevných částic.Jejich vysoká smáčivost tak převádí směs do plastického stavu pro následné lisování nebo extruzi.
Černouhelná smola je organická sloučenina a má výraznou aromatickou strukturu.Díky vysokému podílu substituovaných a kondenzovaných benzenových kruhů má již zřetelně předtvarovanou hexagonální mřížkovou strukturu grafitu, což usnadňuje tvorbu dobře uspořádaných grafitických domén během grafitizace.Jako nejvýhodnější pojivo se ukazuje smola.Je to destilační zbytek černouhelného dehtu.
2. MÍCHÁNÍ A EXTRUZE
Mletý koks se smíchá s černouhelnou dehtovou smolou a některými přísadami za vzniku jednotné pasty.Ten se přivádí do vytlačovacího válce.V prvním kroku je třeba odstranit vzduch předlisováním.Poté následuje vlastní krok vytlačování, kdy se směs vytlačuje za vzniku elektrody požadovaného průměru a délky.Pro umožnění procesu míchání a zejména extruze (viz obrázek vpravo) musí být směs viskózní.Toho je dosaženo udržováním při zvýšené teplotě cca.120°C (v závislosti na hřišti) během celého procesu zelené výroby.Tato základní forma s válcovým tvarem je známá jako „zelená elektroda“.
3. PEČENÍ
Používají se dva typy pečicích pecí:
Zde jsou extrudované tyče umístěny ve válcových nerezových kanystrech (saggerech).Aby nedocházelo k deformaci elektrod během procesu ohřevu, jsou saggery také vyplněny ochrannou vrstvou písku.Ságry jsou naloženy na plošiny železničních vozů (spodky vozů) a válcovány do pecí na zemní plyn.
Kruhová pec
Zde jsou elektrody umístěny v kamenné skryté dutině ve spodní části výrobní haly.Tato dutina je součástí kruhového systému více než 10 komor.Komory jsou propojeny systémem cirkulace horkého vzduchu pro úsporu energie.Dutiny mezi elektrodami jsou také vyplněny pískem, aby se zabránilo deformaci.Během procesu vypalování, kde dochází ke karbonizaci smoly, je třeba pečlivě kontrolovat teplotu, protože při teplotách do 800°C může rychlé nahromadění plynu způsobit prasknutí elektrody.
V této fázi mají elektrody hustotu kolem 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACE
Vypálené elektrody jsou impregnovány speciální smůlou (tekutá smola při 200 °C), aby měly vyšší hustotu, mechanickou pevnost a elektrickou vodivost, kterou budou potřebovat, aby vydržely náročné provozní podmínky uvnitř pecí.
5. OPĚTOVNÉ PEČENÍ
Ke karbonizaci impregnace smoly a odstranění všech zbývajících těkavých látek je nutný druhý cyklus pečení, neboli „znovupečení“.Teplota opětovného pečení dosahuje téměř 750 °C.V této fázi mohou elektrody dosáhnout hustoty kolem 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACE
Achesonova pec
Posledním krokem při výrobě grafitu je přeměna vypáleného uhlíku na grafit, nazývaná grafitizace.Během procesu grafitizace se více či méně předem objednaný uhlík (turbostratický uhlík) přemění na trojrozměrně uspořádanou grafitovou strukturu.
Elektrody jsou zabaleny v elektrických pecích obklopených částicemi uhlíku, aby vytvořily pevnou hmotu.Pecí prochází elektrický proud, který zvyšuje teplotu na přibližně 3000 °C.Tohoto procesu se obvykle dosahuje buď pomocí ACHESONOVY PECE nebo PODÉLNÉ PECE (LWG).
U pece Acheson jsou elektrody grafitizovány vsázkovým procesem, zatímco v peci LWG je grafitizována celá kolona současně.
7. OBRÁBĚNÍ
Grafitové elektrody (po ochlazení) jsou opracovány na přesné rozměry a tolerance.Tato fáze může také zahrnovat opracování a namontování konců (objímek) elektrod se závitovým grafitovým čepem (vsuvkovým) spojovacím systémem.
Čas odeslání: duben-08-2021