1. GRONDSTOFFEN
Cola (ongeveer 75-80% in inhoud)
Petroleum Coke
Petroleumcokes is de belangrijkste grondstof en wordt gevormd in een breed scala van structuren, van sterk anisotrope naaldcokes tot bijna isotrope vloeibare cokes.De sterk anisotrope naaldcokes is vanwege zijn structuur onmisbaar voor de vervaardiging van hoogwaardige elektroden die worden gebruikt in vlamboogovens, waar een zeer hoge mate van elektrisch, mechanisch en thermisch draagvermogen vereist is.Petroleumcokes wordt bijna uitsluitend geproduceerd door het vertraagde verkooksingsproces, dat een milde, langzame carboniseringsprocedure is van destillatieresiduen van ruwe olie.
Naaldcokes is de veelgebruikte term voor een speciaal type cokes met een extreem hoge grafitiseerbaarheid als gevolg van een sterke voorkeur voor parallelle oriëntatie van de turbostratische laagstructuur en een bepaalde fysieke vorm van de korrels.
Bindmiddelen (ongeveer 20-25% in inhoud)
Koolteerpek
Bindmiddelen worden gebruikt om de vaste deeltjes aan elkaar te agglomereren.Hun hoge bevochtigingsvermogen transformeert het mengsel dus in een plastische toestand voor daaropvolgende vorming of extrusie.
Koolteerpek is een organische verbinding en heeft een uitgesproken aromatische structuur.Vanwege het hoge aandeel gesubstitueerde en gecondenseerde benzeenringen heeft het al de duidelijk voorgevormde hexagonale roosterstructuur van grafiet, waardoor de vorming van goed geordende grafietdomeinen tijdens grafitisering wordt vergemakkelijkt.Pitch blijkt het voordeligste bindmiddel.Het is het destillatieresidu van koolteer.
2. MENGEN EN EXTRUSIE
De gemalen cokes wordt gemengd met koolteerpek en enkele additieven om een uniforme pasta te vormen.Dit wordt in de extrusiecilinder gebracht.In een eerste stap moet de lucht worden verwijderd door voorpersen.Daarna volgt de eigenlijke extrusiestap waarbij het mengsel wordt geëxtrudeerd tot een elektrode met de gewenste diameter en lengte.Om het mengen en vooral het extrusieproces mogelijk te maken (zie afbeelding rechts) moet het mengsel viskeus zijn.Dit wordt bereikt door het op een verhoogde temperatuur van ca.120°C (afhankelijk van de toonhoogte) tijdens het hele groene productieproces.Deze basisvorm met cilindrische vorm staat bekend als "groene elektrode".
3. BAKKEN
Er zijn twee soorten bakovens in gebruik:
Hier worden de geëxtrudeerde staven in cilindrische roestvrijstalen bussen (saggers) geplaatst.Om vervorming van de elektroden tijdens het verhittingsproces te voorkomen, zijn de saggers ook gevuld met een beschermende laag zand.De saggers worden geladen op wagonplatforms (kooibodems) en in aardgasgestookte ovens gerold.
Ring oven
Hier worden de elektroden in een stenen holte in de bodem van de productiehal geplaatst.Deze holte maakt deel uit van een ringsysteem van meer dan 10 kamers.De kamers zijn onderling verbonden met een heteluchtcirculatiesysteem om energie te besparen.De holtes tussen de elektroden zijn ook gevuld met zand om vervorming te voorkomen.Tijdens het bakproces, waarbij de pek wordt verkoold, moet de temperatuur zorgvuldig worden gecontroleerd, omdat bij temperaturen tot 800°C een snelle gasophoping kan leiden tot barsten van de elektrode.
In deze fase hebben elektroden een dichtheid van ongeveer 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNATIE
De gebakken elektroden zijn geïmpregneerd met een speciale pek (vloeibare pek bij 200°C) om ze de hogere dichtheid, mechanische sterkte en elektrische geleidbaarheid te geven die ze nodig hebben om de zware bedrijfsomstandigheden in de ovens te weerstaan.
5. HERBAKKEN
Een tweede bakcyclus, of "opnieuw bakken", is vereist om de pekimpregnering te carboniseren en eventuele resterende vluchtige stoffen te verdrijven.De baktemperatuur bereikt bijna 750°C.In deze fase kunnen de elektroden een dichtheid bereiken van ongeveer 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAPHITISERING
Acheson-oven
De laatste stap bij de vervaardiging van grafiet is een omzetting van gebakken koolstof in grafiet, grafietiseren genoemd.Tijdens het grafitiseringsproces wordt de min of meer vooraf bestelde koolstof (turbostratische koolstof) omgezet in een driedimensionaal geordende grafietstructuur.
De elektroden zijn verpakt in elektrische ovens omgeven door koolstofdeeltjes om een vaste massa te vormen.Door de oven wordt een elektrische stroom geleid, waardoor de temperatuur tot ongeveer 3000°C stijgt.Dit proces wordt meestal bereikt met behulp van een ACHESON FURNACE of een LENGTHWISE FURNACE (LWG).
Bij de Acheson-oven worden de elektroden batchgewijs gegrafitiseerd, terwijl in een LWG-oven tegelijkertijd de hele kolom wordt gegrafitiseerd.
7. BEWERKING
De grafietelektroden (na afkoeling) worden machinaal bewerkt tot exacte afmetingen en toleranties.Deze fase kan ook machinale bewerking en montage van de uiteinden (bussen) van de elektroden omvatten met een verbindingssysteem van grafietpen (nippel) met schroefdraad.
Posttijd: apr-08-2021