ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड निर्माण प्रक्रिया

1. कच्चा माल
कोक (सामग्री में लगभग 75-80%)

शिलातैल कोक
पेट्रोलियम कोक सबसे महत्वपूर्ण कच्चा माल है, और यह अत्यधिक अनिसोट्रोपिक सुई कोक से लेकर लगभग आइसोट्रोपिक द्रव कोक तक, संरचनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में बनता है।अत्यधिक अनिसोट्रोपिक सुई कोक, इसकी संरचना के कारण, विद्युत चाप भट्टियों में उपयोग किए जाने वाले उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए अपरिहार्य है, जहां बहुत उच्च स्तर की विद्युत, यांत्रिक और थर्मल लोड-असर क्षमता की आवश्यकता होती है।पेट्रोलियम कोक लगभग विशेष रूप से विलंबित कोकिंग प्रक्रिया द्वारा निर्मित होता है, जो कच्चे तेल के आसवन अवशेषों की एक हल्की धीमी कार्बोनाइजिंग प्रक्रिया है।

नीडल कोक एक विशेष प्रकार के कोक के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द है, जिसमें अत्यधिक उच्च रेखांकन क्षमता होती है, जो इसकी टर्बोस्ट्रेटिक परत संरचना और अनाज के एक विशेष भौतिक आकार के एक मजबूत पसंदीदा समानांतर अभिविन्यास के परिणामस्वरूप होता है।

बाइंडर्स (सामग्री में लगभग 20-25%)

कोलतार पिच
बाध्यकारी एजेंटों का उपयोग ठोस कणों को एक दूसरे से जोड़ने के लिए किया जाता है।उनकी उच्च गीला करने की क्षमता इस प्रकार मिश्रण को बाद में मोल्डिंग या एक्सट्रूज़न के लिए प्लास्टिक की स्थिति में बदल देती है।

कोल टार पिच एक कार्बनिक यौगिक है और इसकी एक विशिष्ट सुगंधित संरचना होती है।प्रतिस्थापित और संघनित बेंजीन के छल्ले के अपने उच्च अनुपात के कारण, इसमें पहले से ही ग्रेफाइट की विशिष्ट रूप से पूर्वनिर्मित हेक्सागोनल जाली संरचना है, इस प्रकार ग्रेफाइटेशन के दौरान सुव्यवस्थित ग्रेफाइटिक डोमेन के गठन की सुविधा प्रदान करता है।पिच सबसे फायदेमंद बाइंडर साबित होती है।यह कोलतार का आसवन अवशेष है।

2. मिश्रण और बाहर निकालना
मिल्ड कोक को एक समान पेस्ट बनाने के लिए कोल टार पिच और कुछ एडिटिव्स के साथ मिलाया जाता है।इसे एक्सट्रूज़न सिलेंडर में लाया जाता है।पहले चरण में प्रीप्रेस करके हवा को हटाना पड़ता है।वास्तविक एक्सट्रूज़न चरण की तुलना में वांछित व्यास और लंबाई का इलेक्ट्रोड बनाने के लिए मिश्रण को बाहर निकाला जाता है।मिश्रण और विशेष रूप से एक्सट्रूज़न प्रक्रिया को सक्षम करने के लिए (दाईं ओर चित्र देखें) मिश्रण को चिपचिपा होना चाहिए।यह इसे लगभग ऊंचे तापमान पर रखकर हासिल किया जाता है।120 डिग्री सेल्सियस (पिच पर निर्भर करता है) पूरी हरी उत्पादन प्रक्रिया के दौरान।बेलनाकार आकार वाले इस मूल रूप को "ग्रीन इलेक्ट्रोड" के रूप में जाना जाता है।

3. बेकिंग
दो प्रकार की बेकिंग भट्टियां उपयोग में हैं:

यहां निकाली गई छड़ों को बेलनाकार स्टेनलेस स्टील के कनस्तरों (सागर) में रखा जाता है।हीटिंग प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोड के विरूपण से बचने के लिए, सैगर्स को भी रेत के एक सुरक्षात्मक आवरण से भर दिया जाता है।सैगर्स को रेलकार प्लेटफॉर्म्स (कार बॉटम्स) पर लोड किया जाता है और प्राकृतिक गैस - फायर किए गए भट्टों में घुमाया जाता है।

रिंग फर्नेस

यहां इलेक्ट्रोड को प्रोडक्शन हॉल के तल में एक पत्थर की गुप्त गुहा में रखा गया है।यह गुहा 10 से अधिक कक्षों की एक वलय प्रणाली का हिस्सा है।ऊर्जा बचाने के लिए कक्ष एक गर्म हवा परिसंचरण प्रणाली के साथ जुड़े हुए हैं।विरूपण से बचने के लिए इलेक्ट्रोड के बीच की रिक्तियों को भी रेत से भर दिया जाता है।बेकिंग प्रक्रिया के दौरान, जहां पिच को कार्बोनेटेड किया जाता है, तापमान को सावधानी से नियंत्रित करना पड़ता है क्योंकि 800 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर तेजी से गैस बनने से इलेक्ट्रोड में दरार आ सकती है।

इस चरण में इलेक्ट्रोड का घनत्व लगभग 1,55 - 1,60 kg/dm3 होता है।

4. संसेचन
पके हुए इलेक्ट्रोड को एक विशेष पिच (200 डिग्री सेल्सियस पर तरल पिच) के साथ लगाया जाता है ताकि उन्हें उच्च घनत्व, यांत्रिक शक्ति और विद्युत चालकता प्रदान की जा सके जिससे उन्हें भट्टियों के अंदर गंभीर परिचालन स्थितियों का सामना करना पड़े।

5. री-बेकिंग
पिच संसेचन को कार्बोनेट करने और किसी भी शेष वाष्पशील को दूर करने के लिए एक दूसरे बेकिंग चक्र, या "रीबेक" की आवश्यकता होती है।रीबेक तापमान लगभग 750 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।इस चरण में इलेक्ट्रोड लगभग 1,67 - 1,74 किग्रा / डीएम 3 घनत्व तक पहुंच सकते हैं।

6. रेखांकन
एचेसन फर्नेस
ग्रेफाइट निर्माण में अंतिम चरण पके हुए कार्बन का ग्रेफाइट में रूपांतरण है, जिसे ग्रेफाइटिंग कहा जाता है।रेखांकन प्रक्रिया के दौरान, अधिक या कम पूर्व-आदेशित कार्बन (टर्बोस्ट्रेटिक कार्बन) को त्रि-आयामी रूप से क्रमबद्ध ग्रेफाइट संरचना में परिवर्तित किया जाता है।

इलेक्ट्रोड को ठोस द्रव्यमान बनाने के लिए कार्बन कणों से घिरी विद्युत भट्टियों में पैक किया जाता है।भट्ठी के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, जिससे तापमान लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है।यह प्रक्रिया आमतौर पर या तो एचेसन फर्नेस या लेंथवाइज फर्नेस (एलडब्ल्यूजी) का उपयोग करके हासिल की जाती है।

एचेसन भट्टी के साथ इलेक्ट्रोड को एक बैच प्रक्रिया का उपयोग करके रेखांकन किया जाता है, जबकि एक एलडब्ल्यूजी भट्टी में एक ही समय में पूरे स्तंभ को रेखांकन किया जाता है।

7. मशीनिंग
ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड (ठंडा करने के बाद) सटीक आयामों और सहनशीलता के लिए मशीनीकृत होते हैं।इस चरण में थ्रेडेड ग्रेफाइट पिन (निप्पल) जॉइनिंग सिस्टम के साथ इलेक्ट्रोड के सिरों (सॉकेट) को मशीनिंग और फिटिंग करना भी शामिल हो सकता है।