1. MATÈRIES PRIMERES
Coca-Cola (aproximadament entre un 75 i un 80% de contingut)
Coc 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 isotròpic. El coc d'agulla altament anisotròpic, a causa de la seva estructura, és indispensable per a la fabricació d'elèctrodes d'alt rendiment utilitzats en forns d'arc elèctric, on es requereix un grau molt alt de capacitat de càrrega elèctrica, mecànica i tèrmica. El coc de petroli es produeix gairebé exclusivament mitjançant el procés de cocificació retardada, que és un procediment de carbonització suau i lenta dels residus de destil·lació del petroli cru.
El coc d'agulla és el terme habitual per a un tipus especial de coc amb una grafitització extremadament alta resultant d'una forta orientació paral·lela preferida de la seva estructura de capes turboestràtiques i una forma física particular dels grans.
Aglutinants (aproximadament un 20-25% de contingut)
brea de quitrà de hulla
Els agents aglutinants s'utilitzen per aglomerar les partícules sòlides entre si. La seva alta capacitat humectant transforma així la mescla en un estat plàstic per al posterior modelat o extrusió.
La brea de quitrà d'hulla és un compost orgànic i té una estructura aromàtica distintiva. A causa de la seva alta proporció d'anells benzènics substituïts i condensats, ja té l'estructura de xarxa hexagonal preformada distintiva del grafit, cosa que facilita la formació de dominis grafítics ben ordenats durant la grafitització. La brea resulta ser l'aglutinant més avantatjós. És el residu de destil·lació del quitrà d'hulla.
2. MESCLA I EXTRUSIÓ
El coc mòlt es barreja amb brea de quitrà i alguns additius per formar una pasta uniforme. Aquesta es porta al cilindre d'extrusió. En un primer pas, l'aire s'ha d'eliminar mitjançant prepressió. A continuació, segueix el pas d'extrusió pròpiament dit, on la barreja s'extrudeix per formar un elèctrode del diàmetre i la longitud desitjats. Per permetre la barreja i, sobretot, el procés d'extrusió (vegeu la imatge de la dreta), la barreja ha de ser viscosa. Això s'aconsegueix mantenint-la a una temperatura elevada d'aproximadament 120 °C (segons la brea) durant tot el procés de producció en verd. Aquesta forma bàsica amb forma cilíndrica es coneix com a "elèctrode verd".
3. FORNEJAR
S'utilitzen dos tipus de forns de cocció:
Aquí, les barres 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 capa protectora de sorra. Els saggers es carreguen en plataformes de vagons (sota dels vagons) i es laminen en forns alimentats per gas natural.
Forn circular
Aquí els elèctrodes es col·loquen en una cavitat coberta de pedra a la part inferior de la nau de producció. Aquesta cavitat forma part d'un sistema d'anell 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 deformacions. Durant el procés de cocció, on la brea es carbonitza, la temperatura s'ha de controlar acuradament perquè a temperatures de fins a 800 °C una acumulació ràpida de gas pot causar esquerdes a l'elèctrode.
En aquesta fase els elèctrodes tenen una densitat al voltant d'1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNació
Els elèctrodes cuits s'impregnen amb una brea especial (brea líquida 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. REENFORNAR
Cal un segon cicle de cocció, o "recocció", per carbonitzar la impregnació de brea i eliminar els volàtils restants. La temperatura de recocció arriba a gairebé 750 °C. En aquesta fase, els elèctrodes poden assolir una densitat d'entre 1,67 i 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITITZACIÓ
Forn Acheson
El pas final en la fabricació de grafit és la conversió del carboni cuit a grafit, anomenada grafitització. Durant el procés de grafitització, el carboni més o menys preordenat (carboni turboestàtic) es converteix en una estructura de grafit tridimensionalment ordenada.
Els elèctrodes s'empaquetaven en forns elèctrics envoltats de partícules de carboni per formar una massa sòlida. Es passa un corrent elèctric a través del forn, que augmenta la temperatura a aproximadament 3000 °C. Aquest procés s'aconsegueix normalment mitjançant un FORN ACHESON o un FORN LONGITUDINÀRI (LWG).
Amb el forn Acheson els elèctrodes es grafiteixen mitjançant un procés per lots, mentre que en un forn LWG tota la columna es grafititza alhora.
7. MECANITZAT
Els elèctrodes de grafit (després del refredament) es mecanitzen amb dimensions i toleràncies exactes. Aquesta etapa també pot incloure el mecanitzat i l'ajust dels extrems (caves) dels elèctrodes amb un sistema d'unió de passador de grafit roscat (mameló).
Data de publicació: 08 d'abril de 2021