1. RAAKA-AINEET
Koksi (noin 75-80 % sisällöstä)
Maaöljykoksi
Maaöljykoksi on tärkein raaka-aine, ja sitä muodostuu monenlaisissa rakenteissa erittäin anisotrooppisesta neulakoksista lähes isotrooppiseen nestekoksiin.Erittäin anisotrooppinen neulakoksi on rakenteeltaan välttämätön valokaariuuneissa käytettävien korkean suorituskyvyn elektrodien valmistuksessa, joissa vaaditaan erittäin korkeaa sähköistä, mekaanista ja termistä kantavuutta.Maaöljykoksia tuotetaan lähes yksinomaan viivästetyllä koksausprosessilla, joka on raakaöljyn tislausjäämien lievä hidas hiiltymismenetelmä.
Neulakoksi on yleisesti käytetty termi erityiselle koksille, jolla on erittäin hyvä grafitoituvuus, mikä johtuu sen turbostraattisen kerrosrakenteen vahvasta suositeltavasta yhdensuuntaisesta suunnasta ja rakeiden erityisestä fysikaalisesta muodosta.
Sideaineet (sisällöstä noin 20-25%)
Kivihiilitervapiki
Sideaineita käytetään agglomeroimaan kiinteitä hiukkasia toisiinsa.Niiden korkea kostutuskyky muuttaa siten seoksen plastiseen tilaan myöhempää muovausta tai ekstruusiota varten.
Kivihiilitervapiki on orgaaninen yhdiste ja sillä on selkeä aromaattinen rakenne.Substituoitujen ja kondensoituneiden bentseenirenkaiden suuren osuutensa ansiosta sillä on jo selkeästi esimuotoiltu grafiitin kuusikulmainen hilarakenne, mikä helpottaa hyvin järjestetyn grafiittialueen muodostumista grafitisoinnin aikana.Piki osoittautuu edullisimmaksi sideaineeksi.Se on kivihiilitervan tislausjäännös.
2. SEKOITUS JA SUURISTUS
Jauhettuun koksiin sekoitetaan kivihiilitervapikeä ja joitain lisäaineita yhtenäisen tahnan muodostamiseksi.Tämä tuodaan suulakepuristussylinteriin.Ensimmäisessä vaiheessa ilma on poistettava esipuristamalla.Sen jälkeen seuraa varsinainen ekstruusiovaihe, jossa seos ekstrudoidaan halutun halkaisijan ja pituisen elektrodin muodostamiseksi.Sekoituksen ja erityisesti ekstruusioprosessin mahdollistamiseksi (katso kuva oikealla) seoksen tulee olla viskoosia.Tämä saavutetaan pitämällä sitä korotetussa lämpötilassa n.120°C (riippuen noususta) koko vihreän tuotantoprosessin ajan.Tämä lieriömäinen perusmuoto tunnetaan nimellä "vihreä elektrodi".
3. LEIPPOINEN
Käytössä on kahden tyyppisiä leivinuuneja:
Tässä suulakepuristetut tangot sijoitetaan sylinterimäisiin ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin kanistereihin (saggereihin).Elektrodien muodonmuutosten välttämiseksi lämmitysprosessin aikana sagerit täytetään myös suojaavalla hiekkapäällysteellä.Saggerit lastataan junavaunujen tasoille (vaunujen pohjalle) ja valssataan maakaasupolttouuneihin.
Rengasuuni
Tässä elektrodit sijoitetaan tuotantohallin pohjassa olevaan kivionteloon.Tämä onkalo on osa rengasjärjestelmää, jossa on yli 10 kammiota.Kammiot on yhdistetty toisiinsa kuuman ilman kiertojärjestelmällä energian säästämiseksi.Myös elektrodien väliset ontelot täytetään hiekalla muodonmuutosten välttämiseksi.Paistoprosessin aikana, jossa piha hiiltyy, lämpötilaa on valvottava huolellisesti, sillä jopa 800°C lämpötiloissa nopea kaasun muodostuminen voi aiheuttaa elektrodin halkeilua.
Tässä vaiheessa elektrodien tiheys on noin 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. KYLLÄYS
Paistetut elektrodit on kyllästetty erityisellä välillä (nesteväli 200 °C:ssa), jotta niille saadaan suurempi tiheys, mekaaninen lujuus ja sähkönjohtavuus, joita ne tarvitsevat kestämään ankaria käyttöolosuhteita uunien sisällä.
5. UUDELLEENLEIVONTA
Toinen paistojakso eli "rebake" vaaditaan pikikyllästyksen hiiltämiseksi ja mahdollisten jäljellä olevien haihtuvien aineiden poistamiseksi.Uudelleenpaistolämpötila saavuttaa lähes 750°C.Tässä vaiheessa elektrodien tiheys voi olla noin 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITOINTI
Acheson Furnace
Viimeinen vaihe grafiitin valmistuksessa on paistetun hiilen muuntaminen grafiitiksi, jota kutsutaan grafitointiksi.Grafitisointiprosessin aikana enemmän tai vähemmän ennakkoon tilattu hiili (turbostraattinen hiili) muunnetaan kolmiulotteisesti järjestetyksi grafiittirakenteeksi.
Elektrodit pakataan sähköuuneihin, joita ympäröivät hiilihiukkaset muodostamaan kiinteän massan.Uunin läpi johdetaan sähkövirta, joka nostaa lämpötilan noin 3000°C:een.Tämä prosessi saavutetaan yleensä käyttämällä joko ACHESON FURNACEa tai LENGTHWISE FURNACEa (LWG).
Acheson-uunissa elektrodit grafitoidaan panosprosessilla, kun taas LWG-uunissa koko kolonni grafitoidaan samanaikaisesti.
7. TYÖSTÖ
Grafiittielektrodit (jäähdytyksen jälkeen) koneistetaan tarkkojen mittojen ja toleranssien mukaan.Tämä vaihe voi sisältää myös elektrodien päiden (hylsyjen) koneistuksen ja sovituksen kierteitetyllä grafiittitappiliitosjärjestelmällä (nippa).
Postitusaika: 08.04.2021