ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड्स निर्मिती प्रक्रिया

1. कच्चा माल
कोक (सामग्रीमध्ये अंदाजे 75-80%)

पेट्रोलियम कोक
पेट्रोलियम कोक हा सर्वात महत्त्वाचा कच्चा माल आहे, आणि तो अत्यंत एनिसोट्रॉपिक सुई कोकपासून जवळजवळ समस्थानिक द्रवपदार्थ कोकपर्यंत अनेक प्रकारच्या रचनांमध्ये तयार होतो. अत्यंत ॲनिसोट्रॉपिक सुई कोक, त्याच्या संरचनेमुळे, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उच्च-कार्यक्षमतेच्या इलेक्ट्रोडच्या निर्मितीसाठी अपरिहार्य आहे, जेथे उच्च प्रमाणात इलेक्ट्रिकल, यांत्रिक आणि थर्मल लोड-बेअरिंग क्षमता आवश्यक आहे. पेट्रोलियम कोक जवळजवळ केवळ विलंबित कोकिंग प्रक्रियेद्वारे उत्पादित केला जातो, जी क्रूड ऑइल डिस्टिलेशन अवशेषांची सौम्य मंद कार्बनी प्रक्रिया आहे.

नीडल कोक हा सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कोकच्या टर्बोस्ट्रॅटिक लेयरच्या संरचनेच्या आणि विशिष्ट भौतिक आकाराच्या मजबूत समांतर अभिमुखतेमुळे अत्यंत उच्च ग्राफिटायबिलिटी असलेल्या कोकसाठी वापरला जाणारा शब्द आहे.

बाइंडर (सामग्रीमध्ये अंदाजे 20-25%)

कोळसा डांबर खेळपट्टी
बंधनकारक एजंट्स घन कण एकमेकांना एकत्रित करण्यासाठी वापरले जातात. त्यांची उच्च ओले करण्याची क्षमता अशा प्रकारे मिश्रणाचे नंतरच्या मोल्डिंग किंवा एक्सट्रूजनसाठी प्लास्टिकच्या अवस्थेत रूपांतर करते.

कोल टार पिच एक सेंद्रिय संयुग आहे आणि त्याची वेगळी सुगंधी रचना आहे. प्रतिस्थापित आणि कंडेन्स्ड बेंझिन रिंग्सच्या उच्च प्रमाणामुळे, त्यात आधीपासूनच ग्रेफाइटची स्पष्टपणे पूर्वनिर्मित षटकोनी जाळीची रचना आहे, ज्यामुळे ग्रेफाइटेशन दरम्यान सुव्यवस्थित ग्राफिटिक डोमेन तयार करणे सुलभ होते. खेळपट्टी सर्वात फायदेशीर बाईंडर असल्याचे सिद्ध होते. हे कोळशाच्या डांबराचे ऊर्धपातन अवशेष आहे.

2. मिक्सिंग आणि एक्सट्र्यूजन
मिल्ड कोक कोळसा डांबर पिच आणि काही पदार्थ मिसळून एकसमान पेस्ट तयार केली जाते. हे एक्सट्रूजन सिलेंडरमध्ये आणले जाते. पहिल्या टप्प्यात प्रीप्रेस करून हवा काढून टाकावी लागते. वास्तविक एक्सट्रूजन स्टेप खालीलप्रमाणे आहे जिथे मिश्रण इच्छित व्यास आणि लांबीचे इलेक्ट्रोड तयार करण्यासाठी बाहेर काढले जाते. मिश्रण आणि विशेषत: बाहेर काढण्याची प्रक्रिया सक्षम करण्यासाठी (उजवीकडे चित्र पहा) मिश्रण चिकट असणे आवश्यक आहे. अंदाजे भारदस्त तापमानात ठेवून हे साध्य केले जाते. संपूर्ण हिरव्या उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान 120°C (खेळपट्टीवर अवलंबून). दंडगोलाकार आकार असलेले हे मूळ स्वरूप "ग्रीन इलेक्ट्रोड" म्हणून ओळखले जाते.

3. बेकिंग
दोन प्रकारच्या बेकिंग फर्नेस वापरात आहेत:

येथे बाहेर काढलेल्या रॉड बेलनाकार स्टेनलेस स्टीलच्या डब्यात (सॅगर्स) ठेवल्या जातात. हीटिंग प्रक्रियेदरम्यान इलेक्ट्रोडचे विकृत रूप टाळण्यासाठी, सॅगर्स देखील वाळूच्या संरक्षणात्मक आच्छादनाने भरलेले असतात. सॅगर्स रेल कारच्या प्लॅटफॉर्मवर (गाडीच्या तळाशी) लोड केले जातात आणि नैसर्गिक वायूच्या भट्टीत आणले जातात.

रिंग भट्टी

येथे इलेक्ट्रोड्स प्रॉडक्शन हॉलच्या तळाशी असलेल्या दगडी गुप्त पोकळीत ठेवलेले असतात. ही पोकळी 10 पेक्षा जास्त चेंबर्सच्या रिंग सिस्टमचा भाग आहे. ऊर्जेची बचत करण्यासाठी चेंबर्स गरम हवेच्या अभिसरण प्रणालीसह जोडलेले आहेत. विकृतीकरण टाळण्यासाठी इलेक्ट्रोडमधील रिक्त जागा देखील वाळूने भरल्या जातात. बेकिंग प्रक्रियेदरम्यान, जेथे खेळपट्टी कार्बनयुक्त असते, तापमान काळजीपूर्वक नियंत्रित करावे लागते कारण 800°C पर्यंत तापमानात जलद वायू तयार झाल्याने इलेक्ट्रोड क्रॅक होऊ शकतो.

या टप्प्यात इलेक्ट्रोडची घनता सुमारे 1,55 - 1,60 kg/dm3 असते.

4. गर्भधारणा
भाजलेले इलेक्ट्रोड विशेष पिच (200°C वर द्रव पिच) सह गर्भित केले जातात ज्यामुळे त्यांना उच्च घनता, यांत्रिक सामर्थ्य आणि विद्युत चालकता भट्टीच्या आत गंभीर ऑपरेटिंग परिस्थितींना तोंड देण्यासाठी आवश्यक असते.

5. री-बेकिंग
दुसरे बेकिंग सायकल, किंवा “रिबेक” आवश्यक आहे पिच गर्भाधान कार्बनाइज करण्यासाठी आणि उर्वरित अस्थिरता दूर करण्यासाठी. रिबेक तापमान जवळजवळ 750 डिग्री सेल्सियस पर्यंत पोहोचते. या टप्प्यात इलेक्ट्रोड सुमारे 1,67 - 1,74 kg/dm3 घनतेपर्यंत पोहोचू शकतात.

6. ग्राफिटायझेशन
Acheson भट्टी
ग्रेफाइट निर्मितीची अंतिम पायरी म्हणजे बेक केलेल्या कार्बनचे ग्रेफाइटमध्ये रूपांतर करणे, ज्याला ग्रेफाइटिंग म्हणतात. ग्रॅफिटायझिंग प्रक्रियेदरम्यान, अधिक किंवा कमी पूर्व-ऑर्डर केलेले कार्बन (टर्बोस्ट्रॅटिक कार्बन) त्रि-आयामी ऑर्डर केलेल्या ग्रेफाइट संरचनेत रूपांतरित केले जाते.

इलेक्ट्रोड्स घन वस्तुमान तयार करण्यासाठी कार्बन कणांनी वेढलेल्या इलेक्ट्रिक भट्टीत पॅक केले जातात. भट्टीतून विद्युत प्रवाह जातो, ज्यामुळे तापमान अंदाजे 3000°C पर्यंत वाढते. ही प्रक्रिया सहसा ACHESON FURNACE किंवा LENGTHWISE FURNACE (LWG) वापरून साध्य केली जाते.

अचेसन फर्नेससह इलेक्ट्रोड्स बॅच प्रक्रियेचा वापर करून ग्रेफाइट केले जातात, तर एलडब्ल्यूजी भट्टीमध्ये संपूर्ण स्तंभ एकाच वेळी ग्रेफाइट केला जातो.

7. मशीनिंग
ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड (थंड झाल्यानंतर) अचूक परिमाण आणि सहनशीलतेसाठी मशीन केले जातात. या टप्प्यात थ्रेडेड ग्रेफाइट पिन (निप्पल) जॉइनिंग सिस्टमसह इलेक्ट्रोडच्या टोकांना (सॉकेट्स) मशीनिंग आणि फिटिंगचा समावेश असू शकतो.