अति उच्च शक्ति वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन प्रक्रिया के लिए विशेष आवश्यकताएँ क्या हैं?

अति उच्च शक्ति वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड की उत्पादन प्रक्रिया को उच्च धारा घनत्व, उच्च तापीय तनाव और सख्त भौतिक-रासायनिक गुणों की आवश्यकताओं को पूरा करना आवश्यक है। इसकी मुख्य विशेष आवश्यकताएं पांच प्रमुख चरणों में परिलक्षित होती हैं: कच्चे माल का चयन, मोल्डिंग तकनीक, संसेचन प्रक्रियाएं, ग्रेफाइटीकरण उपचार और सटीक मशीनिंग, जैसा कि नीचे विस्तार से बताया गया है:

I. कच्चे माल का चयन: उच्च शुद्धता और विशिष्ट संरचना के बीच संतुलन

प्राथमिक कच्चे माल की आवश्यकताएँ
उच्च ग्राफिटाइजेशन डिग्री और कम तापीय विस्तार गुणांक (α₀-₀: 0.5–1.2×10⁻⁶/℃) के कारण नीडल कोक मुख्य कच्चा माल है, जो अति-उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रोडों की कठोर तापीय स्थिरता आवश्यकताओं को पूरा करता है। नीडल कोक की मात्रा सामान्य पावर इलेक्ट्रोडों की तुलना में काफी अधिक होती है, अति-उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रोडों में यह 60% से अधिक होती है, जबकि सामान्य पावर इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से पेट्रोलियम कोक का उपयोग करते हैं।

सहायक सामग्री अनुकूलन
उच्च तापमान पर संशोधित पिच का उपयोग बाइंडर के रूप में किया जाता है क्योंकि इसमें कार्बन अवशेष की मात्रा अधिक होती है और वाष्पशील पदार्थ कम होते हैं, जिससे इलेक्ट्रोड का घनत्व (≥1.68 ग्राम/सेमी³) और यांत्रिक शक्ति (फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ ≥10.5 एमपीए) बढ़ जाती है। इसके अतिरिक्त, कण आकार वितरण को समायोजित करने के लिए मेटालर्जिकल कोक मिलाया जाता है, जिससे चालकता और ऊष्मीय आघात प्रतिरोध को अनुकूलित किया जा सके।

II. मोल्डिंग तकनीक: द्वितीयक मोल्डिंग से आकार संबंधी सीमाओं को दूर किया जा सकता है

कंपन-एक्सट्रूज़न कम्पोजिट मोल्डिंग
परंपरागत प्रक्रियाओं में बड़े व्यास वाले इलेक्ट्रोड के लिए बड़े एक्सट्रूडर का उपयोग किया जाता है, जबकि अति-उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रोड द्वितीयक मोल्डिंग विधि को अपनाते हैं:

• प्राथमिक मोल्डिंग: मिश्रित सामग्री को प्रारंभिक रूप से दबाकर ग्रीन कॉम्पैक्ट बनाने के लिए असमान-पिच वाले सर्पिल निरंतर एक्सट्रूडर का उपयोग किया जाता है।
• द्वितीयक मोल्डिंग: कंपन मोल्डिंग तकनीक ग्रीन कॉम्पैक्ट्स में आंतरिक दोषों को और भी कम करती है, जिससे घनत्व की एकरूपता में सुधार होता है।
  यह दृष्टिकोण छोटे उपकरणों का उपयोग करके बड़े व्यास वाले इलेक्ट्रोड (जैसे, 1,330 मिमी तक) के उत्पादन को सक्षम बनाता है, जिससे पारंपरिक प्रक्रिया की सीमाओं को दूर किया जा सकता है।

बुद्धिमान एक्सट्रूज़न उपकरणों का अनुप्रयोग
इंटेलिजेंट लेंथ सेटिंग, सिंक्रोनस शीयरिंग और कन्वेइंग सिस्टम से लैस 60 MN ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड एक्सट्रूडर पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में लेंथ सेटिंग सटीकता में 55% तक सुधार करता है, जिससे पूरी तरह से स्वचालित निरंतर उत्पादन संभव हो पाता है और दक्षता और उत्पाद की स्थिरता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

III. संसेचन प्रक्रिया: उच्च दाब संसेचन से घनत्व और मजबूती बढ़ती है

कई संसेचन-बेकिंग चक्र
अति-उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रोडों के लिए मध्यम तापमान पर संशोधित पिच का उपयोग करते हुए 2-3 उच्च दबाव संसेचन चक्रों की आवश्यकता होती है, जिसमें वजन वृद्धि को 15%-18% तक नियंत्रित किया जाता है। प्रत्येक संसेचन के बाद छिद्रों को भरने के लिए द्वितीयक बेकिंग (1,200-1,250℃) की जाती है, जिससे 1.72 g/cm³ से अधिक का अंतिम थोक घनत्व और ≥26.8 MPa की संपीडन शक्ति प्राप्त होती है।

कनेक्टर ब्लैंक का विशेष उपचार
कनेक्टर अनुभागों को उच्च दबाव संसेचन (≥2 एमपीए) और कई बेकिंग चक्रों से गुज़ारा जाता है ताकि ≤0.15 एमΩ का संपर्क प्रतिरोध सुनिश्चित किया जा सके, जो उच्च-धारा संचरण आवश्यकताओं को पूरा करता है।

IV. ग्राफ़िटाइज़ेशन उपचार: अति उच्च तापमान रूपांतरण और ऊर्जा दक्षता अनुकूलन

एचिसन फर्नेस अल्ट्रा-हाई टेम्परेचर प्रोसेसिंग
कार्बन परमाणुओं को द्वि-आयामी अव्यवस्थित संरचना से त्रि-आयामी व्यवस्थित ग्रेफाइट संरचना में परिवर्तित करने के लिए ग्रेफाइटीकरण तापमान ≥2,800℃ तक पहुंचना आवश्यक है, जिससे कम प्रतिरोधकता (≤6.5 μΩ·m) और उच्च तापीय चालकता प्राप्त होती है। उदाहरण के लिए, एक उद्यम ने इन्सुलेशन सामग्री के फॉर्मूलेशन को अनुकूलित करके ग्रेफाइटीकरण चक्र को पांच महीने तक कम कर दिया और ऊर्जा खपत को घटा दिया।

एकीकृत ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियां
परिवर्तनीय आवृत्ति ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियां और गतिशील ऊर्जा दक्षता मॉडल उपकरण भार की वास्तविक समय की निगरानी और परिचालन मोड के स्वचालित स्विचिंग को सक्षम बनाते हैं, जिससे पंप समूह की ऊर्जा खपत में 30% की कमी आती है और परिचालन लागत में काफी कमी आती है।

V. सटीक मशीनिंग: उच्च परिशुद्धता नियंत्रण परिचालन प्रदर्शन सुनिश्चित करता है

यांत्रिक मशीनिंग सटीकता आवश्यकताएँ
इलेक्ट्रोड व्यास की सहनशीलता ±1.5% है, कुल लंबाई की सहनशीलता ±0.5% है, और कनेक्टर थ्रेड की सटीकता क्लास 4H/4h तक पहुँचती है। सीएनसी मशीनिंग और ऑनलाइन डिटेक्शन सिस्टम का उपयोग करके उच्च परिशुद्धता ज्यामितीय नियंत्रण प्राप्त किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस संचालन के दौरान इलेक्ट्रोड की विलक्षणता के कारण होने वाले करंट उतार-चढ़ाव को रोका जा सकता है।

सतह गुणवत्ता अनुकूलन
अपशिष्ट-मुक्त एक्सट्रूज़न तकनीक से मशीनिंग के दौरान लगने वाले अतिरिक्त भार को कम किया जा सकता है, जिससे कच्चे माल का बेहतर उपयोग होता है। घुमावदार नोजल डिज़ाइन चालकता को अनुकूलित करते हैं, जिससे उत्पाद की उपज 3% और चालकता 8% तक बढ़ जाती है।