1. PRIMERES MATÈRIES
Coca-Cola (aproximadament un 75-80% de contingut)
Coca-cola de petroli
El coc de petroli és la matèria primera més important i es forma en una àmplia gamma d'estructures, des del coc d'agulla altament anisotròpic fins al coc fluid gairebé isòtrop. El coc d'agulla altament anisòtrop, per la seva estructura, és indispensable per a la fabricació d'elèctrodes d'alt rendiment utilitzats en forns d'arc elèctric, on es requereix un alt grau de capacitat de càrrega elèctrica, mecànica i tèrmica. El coc de petroli es produeix gairebé exclusivament pel procés de cocatge retardat, que és un procediment de carbonització suau i lent dels residus de destil·lació del petroli cru.
El coc d'agulla és el terme utilitzat habitualment per a un tipus especial de coc amb una grafitització extremadament alta com a resultat d'una forta orientació paral·lela preferida de la seva estructura de capa turbostràtica i una forma física particular dels grans.
Aglutinants (aproximadament un 20-25% de contingut)
Breu de quitrà de hulla
Els agents aglutinants s'utilitzen per aglomerar les partícules sòlides entre si. La seva alta capacitat d'humectació transforma així la mescla en un estat plàstic per al posterior modelat o extrusió.
La brea de quitrà de hulla és un compost orgànic i té una estructura aromàtica diferent. A causa de la seva alta proporció d'anells de benzè substituïts i condensats, ja té l'estructura de gelosia hexagonal clarament preformada del grafit, facilitant així la formació de dominis gràfics ben ordenats durant la grafitització. Pitch demostra ser l'aglutinant més avantatjós. És el residu de la destil·lació del quitrà de hulla.
2. BARCELONA I EXTRUSIÓ
El coc mòlt es barreja amb brea de quitrà de hulla i alguns additius per formar una pasta uniforme. Això es porta al cilindre d'extrusió. En un primer pas s'ha d'eliminar l'aire mitjançant la prepressió. A continuació, segueix el pas real d'extrusió on la barreja s'extrudeix per formar un elèctrode del diàmetre i longitud desitjats. Per permetre la mescla i especialment el procés d'extrusió (vegeu la imatge de la dreta) la mescla ha de ser viscosa. Això s'aconsegueix mantenint-lo a una temperatura elevada d'aprox. 120°C (segons la parcel·la) durant tot el procés de producció en verd. Aquesta forma bàsica amb forma cilíndrica es coneix com "elèctrode verd".
3. FORN
S'utilitzen dos tipus de forns de cocció:
Aquí les varetes extruïdes es col·loquen en recipients cilíndrics d'acer inoxidable (saggers). Per evitar la deformació dels elèctrodes durant el procés d'escalfament, els saggers també s'omplen amb una coberta protectora de sorra. Els saggers es carreguen en plataformes de vagons (fons de cotxes) i s'enrotllen en forns de gas natural.
Forn d'anell
Aquí els elèctrodes es col·loquen en una cavitat coberta de pedra a la part inferior de la sala de producció. Aquesta cavitat forma part d'un sistema d'anells de més de 10 cambres. Les cambres estan connectades entre si amb un sistema de circulació d'aire calent per estalviar energia. Els buits entre els elèctrodes també s'omplen de sorra per evitar la deformació. Durant el procés de cocció, on la breu es carbonitza, la temperatura s'ha de controlar amb cura perquè a temperatures de fins a 800 °C una ràpida acumulació de gas pot provocar l'esquerda de l'elèctrode.
En aquesta fase els elèctrodes tenen una densitat al voltant de 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACIÓ
Els elèctrodes cuits estan impregnats amb un pas especial (pas líquid a 200 °C) per donar-los la major densitat, resistència mecànica i conductivitat elèctrica que necessitaran per suportar les severes condicions de funcionament dins dels forns.
5. TORNAR AL FORN
Es requereix un segon cicle de cocció, o "recuit", per carbonitzar la impregnació de breu i per eliminar qualsevol volàtil restant. La temperatura de reforn arriba als 750 °C. En aquesta fase els elèctrodes poden assolir una densitat al voltant de 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITITZACIÓ
Forn Acheson
El pas final en la fabricació de grafit és una conversió de carboni cuit a grafit, anomenada grafitització. Durant el procés de grafitització, el carboni més o menys preordenat (carboni turbostràtic) es converteix en una estructura de grafit ordenada tridimensionalment.
Els elèctrodes s'embalen en forns elèctrics envoltats de partícules de carboni per formar una massa sòlida. Un corrent elèctric passa pel forn, augmentant la temperatura a aproximadament 3000 °C. Aquest procés s'aconsegueix normalment utilitzant un FORN ACHESON o un FORN LONGITUD (LWG).
Amb el forn Acheson els elèctrodes es grafititzen mitjançant un procés per lots, mentre que en un forn LWG es grafititzen tota la columna al mateix temps.
7. MECANITZACIÓ
Els elèctrodes de grafit (després del refredament) es mecanitzen a dimensions i toleràncies exactes. Aquesta etapa també pot incloure el mecanitzat i l'ajustament dels extrems (endolls) dels elèctrodes amb un sistema d'unió de pins de grafit roscat (mugells).
Hora de publicació: 08-abril-2021