Գրաֆիտային էլեկտրոդներ Արտադրական գործընթաց

1. Հումք
Կոկա-Կոլա (մոտավորապես 75-80% պարունակությամբ)

Նավթային կոկա-կոլա
Նավթային կոքսը ամենակարևոր հումքն է, և այն ձևավորվում է կառուցվածքների լայն շրջանակով՝ բարձր անիզոտրոպ ասեղային կոքսից մինչև գրեթե իզոտրոպ հեղուկ կոքս: Բարձր անիզոտրոպ ասեղային կոքսը, իր կառուցվածքի շնորհիվ, անփոխարինելի է էլեկտրական աղեղային վառարաններում օգտագործվող բարձր արդյունավետությամբ էլեկտրոդների արտադրության համար, որտեղ պահանջվում է շատ բարձր աստիճանի էլեկտրական, մեխանիկական և ջերմային բեռնաթափման հզորություն: Նավթային կոքսը գրեթե բացառապես արտադրվում է հետաձգված կոքսացման գործընթացով, որը հում նավթի թորման մնացորդների մեղմ դանդաղ ածխացման գործընթաց է:

Ասեղային կոքսը կոքսի հատուկ տեսակի լայնորեն օգտագործվող տերմին է, որը բնութագրվում է չափազանց բարձր գրաֆիտացման ունակությամբ, ինչը պայմանավորված է դրա տուրբոստրատիկ շերտային կառուցվածքի ուժեղ նախընտրելի զուգահեռ կողմնորոշմամբ և հատիկների հատուկ ֆիզիկական ձևով։

Կապակցանյութեր (մոտավորապես 20-25% պարունակությամբ)

Քարածխային խեժ
Կապող նյութերն օգտագործվում են պինդ մասնիկները միմյանց հետ միաձուլելու համար: Դրանց բարձր թրջելու ունակությունը խառնուրդը վերածում է պլաստիկ վիճակի՝ հետագա ձուլման կամ արտամղման համար:

Քարածխային խեժը օրգանական միացություն է և ունի առանձնահատուկ արոմատիկ կառուցվածք: Տեղափոխված և խտացված բենզոլային օղակների բարձր համամասնության շնորհիվ այն արդեն ունի գրաֆիտի հստակ ձևավորված վեցանկյուն ցանցային կառուցվածք, այդպիսով նպաստելով գրաֆիտացման ընթացքում լավ կարգավորված գրաֆիտային տիրույթների ձևավորմանը: Խեժը ապացուցում է, որ ամենաարդյունավետ կապակցող նյութն է: Այն քարածխային խեժի թորման մնացորդ է:

2. Խառնում և արտամղում
Աղացած կոքսը խառնվում է ածխածնային խեժի և որոշ հավելանյութերի հետ՝ միատարր զանգված ստանալու համար։ Այն լցվում է էքստրուզիայի գլան։ Առաջին քայլում օդը պետք է հեռացվի նախնական սեղմման միջոցով։ Այնուհետև հաջորդում է էքստրուզիայի իրական քայլը, որտեղ խառնուրդը էքստրուդացվում է՝ ցանկալի տրամագծի և երկարության էլեկտրոդ ստանալու համար։ Խառնումը և հատկապես էքստրուզիայի գործընթացը (տե՛ս աջ կողմում գտնվող նկարը) հնարավոր դարձնելու համար խառնուրդը պետք է լինի մածուցիկ։ Սա իրականացվում է այն կանաչ արտադրության ողջ գործընթացի ընթացքում մոտ 120°C բարձր ջերմաստիճանում (կախված խեժից) պահելու միջոցով։ Գլանաձև այս հիմնական ձևը հայտնի է որպես «կանաչ էլեկտրոդ»։

3. Թխում
Օգտագործվում են թխման վառարանների երկու տեսակ՝

Այստեղ արտամղված ձողերը տեղադրվում են գլանաձև չժանգոտվող պողպատե տարաների (սագգերների) մեջ: Տաքացման ընթացքում էլեկտրոդների դեֆորմացիան կանխելու համար սագգերները լցվում են նաև ավազի պաշտպանիչ շերտով: Սագգերները բեռնվում են վագոնների հարթակների (վագոնների հատակների) վրա և գլորվում բնական գազով աշխատող վառարանների մեջ:

Օղակաձև վառարան

Այստեղ էլեկտրոդները տեղադրվում են արտադրական դահլիճի ներքևի մասում գտնվող քարե ծածկված խոռոչում: Այս խոռոչը 10-ից ավելի խցիկներից բաղկացած օղակաձև համակարգի մի մասն է: Խցիկները միացված են տաք օդի շրջանառության համակարգով՝ էներգիա խնայելու համար: Էլեկտրոդների միջև ընկած խոռոչները նույնպես լցված են ավազով՝ դեֆորմացիան կանխելու համար: Թխման գործընթացի ընթացքում, որտեղ կուպրը ածխացված է, ջերմաստիճանը պետք է ուշադիր վերահսկվի, քանի որ մինչև 800°C ջերմաստիճաններում գազի արագ կուտակումը կարող է առաջացնել էլեկտրոդի ճաքեր:

Այս փուլում էլեկտրոդների խտությունը կազմում է մոտ 1,55 – 1,60 կգ/դմ3:

4. ՆԵՐԲԵՂՈՒՄ
Թխված էլեկտրոդները ներծծվում են հատուկ խեժով (հեղուկ խեժ 200°C ջերմաստիճանում), որպեսզի դրանց տրվի ավելի բարձր խտություն, մեխանիկական ամրություն և էլեկտրահաղորդականություն, որոնք անհրաժեշտ են վառարանների ներսում աշխատանքային ծանր պայմաններին դիմակայելու համար։

5. Վերաթխում
Երկրորդ թխման ցիկլը, կամ «վերաթխումը», անհրաժեշտ է խեժի ներծծումը կարբոնացնելու և մնացած ցնդող նյութերը հեռացնելու համար: Վերաթխման ջերմաստիճանը հասնում է գրեթե 750°C-ի: Այս փուլում էլեկտրոդները կարող են հասնել մոտ 1,67 – 1,74 կգ/դմ3 խտության:

6. Գրաֆիտիզացիա
Աչեսոն Ֆուրնաս
Գրաֆիտի արտադրության վերջին քայլը թխված ածխածնի գրաֆիտի փոխակերպումն է, որը կոչվում է գրաֆիտացում: Գրաֆիտացման գործընթացի ընթացքում քիչ թե շատ նախապես կարգավորված ածխածինը (տուրբոստրատիկ ածխածին) փոխակերպվում է եռաչափ կարգավորված գրաֆիտային կառուցվածքի:

Էլեկտրոդները փաթեթավորվում են էլեկտրական վառարաններում, որոնք շրջապատված են ածխածնի մասնիկներով՝ առաջացնելով պինդ զանգված։ Վառարանի միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք, որը ջերմաստիճանը բարձրացնում է մինչև մոտավորապես 3000°C։ Այս գործընթացը սովորաբար իրականացվում է կամ ԱՉԵՍՈՆԻ ՎԱՌԱՐԱՆԻ, կամ ԵՐԿԱՐՈՒԹՅԱՆ ՎԱՌԱՐԱՆԻ (LWG) միջոցով։

Աչեսոնի վառարանում էլեկտրոդները գրաֆիտացվում են խմբաքանակային գործընթացով, մինչդեռ LWG վառարանում ամբողջ սյունը գրաֆիտացվում է միաժամանակ։

7. Մեքենաշինություն
Գրաֆիտային էլեկտրոդները (սառեցնելուց հետո) մեքենայացվում են ճշգրիտ չափսերով և թույլատրելի շեղումներով: Այս փուլը կարող է նաև ներառել էլեկտրոդների ծայրերի (խցիկների) մեքենայացում և ամրացում պտուտակավոր գրաֆիտային քորոցի (ծծակի) միացման համակարգով: