१. कच्चा माल
कोक (प्रमाणात अंदाजे ७५-८०%)
पेट्रोलियम कोक
पेट्रोलियम कोक हा सर्वात महत्त्वाचा कच्चा माल आहे आणि तो अत्यंत अनिसोट्रॉपिक नीडल कोकपासून ते जवळपास आयसोट्रॉपिक फ्लुइड कोकपर्यंत विविध प्रकारच्या संरचनांमध्ये तयार होतो. अत्यंत अनिसोट्रॉपिक नीडल कोक, त्याच्या संरचनेमुळे, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उच्च-कार्यक्षमतेच्या इलेक्ट्रोड्सच्या निर्मितीसाठी अपरिहार्य आहे, जिथे अत्यंत उच्च विद्युत, यांत्रिक आणि औष्णिक भार सहन करण्याच्या क्षमतेची आवश्यकता असते. पेट्रोलियम कोकचे उत्पादन जवळजवळ केवळ 'डिलेड कोकिंग' प्रक्रियेद्वारे केले जाते, जी कच्च्या तेलाच्या ऊर्ध्वपातन अवशेषांवर केली जाणारी एक सौम्य आणि मंद कार्बनीकरण प्रक्रिया आहे.
नीडल कोक ही एका विशेष प्रकारच्या कोकसाठी सामान्यतः वापरली जाणारी संज्ञा आहे, ज्यामध्ये त्याच्या टर्बोस्ट्रॅटिक थर संरचनेच्या मजबूत पसंतीच्या समांतर अभिमुखतेमुळे आणि कणांच्या विशिष्ट भौतिक आकारामुळे अत्यंत उच्च ग्राफायटीकरणक्षमता असते.
बंधक (प्रमाणात अंदाजे २०-२५%)
कोळशाचा डांबर
घन कणांना एकमेकांशी एकत्र आणण्यासाठी बंधकांचा वापर केला जातो. त्यांच्या उच्च ओलावा देण्याच्या क्षमतेमुळे, मिश्रण नंतरच्या मोल्डिंग किंवा एक्सट्रूजनसाठी प्लास्टिक अवस्थेत रूपांतरित होते.
कोल टार पिच हे एक सेंद्रिय संयुग असून त्याची एक विशिष्ट सुगंधी रचना असते. त्यात प्रतिस्थापित आणि संघनित बेंझिन रिंगांचे प्रमाण जास्त असल्यामुळे, त्यात आधीपासूनच ग्रॅफाइटची विशिष्ट पूर्वनिर्मित षटकोनी जाळीची रचना असते, ज्यामुळे ग्रॅफायटीकरण प्रक्रियेदरम्यान सुव्यवस्थित ग्रॅफाइटिक डोमेन्सच्या निर्मितीस मदत होते. पिच हा सर्वात फायदेशीर बंधक ठरतो. हा कोल टारचा ऊर्ध्वपातन अवशेष आहे.
२. मिश्रण आणि निष्कासन
दळलेला कोक, कोल टार पिच आणि काही अतिरिक्त पदार्थ मिसळून एकसमान पेस्ट तयार केली जाते. ही पेस्ट एक्सट्रूजन सिलेंडरमध्ये टाकली जाते. पहिल्या टप्प्यात, प्रीप्रेसिंगद्वारे त्यातील हवा काढून टाकावी लागते. त्यानंतर प्रत्यक्ष एक्सट्रूजनचा टप्पा येतो, ज्यात इच्छित व्यास आणि लांबीचा इलेक्ट्रोड तयार करण्यासाठी मिश्रणाला एक्सट्रूड केले जाते. मिश्रण आणि विशेषतः एक्सट्रूजन प्रक्रिया सुलभ करण्यासाठी (उजवीकडील चित्र पहा), मिश्रण चिकट असणे आवश्यक असते. संपूर्ण ग्रीन प्रोडक्शन प्रक्रियेदरम्यान ते अंदाजे १२०°C (पिचवर अवलंबून) या उच्च तापमानावर ठेवून हे साध्य केले जाते. दंडगोलाकार आकाराच्या या मूळ स्वरूपाला "ग्रीन इलेक्ट्रोड" म्हणून ओळखले जाते.
३. बेकिंग
दोन प्रकारचे बेकिंग फर्नेस वापरात आहेत:
येथे बाहेर काढलेल्या सळ्या दंडगोलाकार स्टेनलेस स्टीलच्या कॅनिस्टरमध्ये (सॅगर्स) ठेवल्या जातात. तापवण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान इलेक्ट्रोड्सचे विरूपण टाळण्यासाठी, सॅगर्समध्ये वाळूचे संरक्षक आवरणही भरलेले असते. हे सॅगर्स रेल्वेगाडीच्या प्लॅटफॉर्मवर (गाडीच्या तळावर) चढवले जातात आणि नैसर्गिक वायूवर चालणाऱ्या भट्ट्यांमध्ये लोटले जातात.
रिंग फर्नेस
येथे इलेक्ट्रोड्स उत्पादन हॉलच्या तळाशी असलेल्या दगडाने झाकलेल्या पोकळीत ठेवलेले असतात. ही पोकळी १० पेक्षा जास्त कक्षांच्या एका वलय प्रणालीचा भाग आहे. ऊर्जा वाचवण्यासाठी हे कक्ष गरम हवेच्या अभिसरण प्रणालीद्वारे एकमेकांना जोडलेले आहेत. इलेक्ट्रोड्समधील पोकळ्या देखील विकृती टाळण्यासाठी वाळूने भरलेल्या असतात. भाजण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, जिथे राळेचे कार्बनीकरण केले जाते, तापमान काळजीपूर्वक नियंत्रित करावे लागते, कारण ८००°C पर्यंतच्या तापमानात वायूचा वेगाने संचय झाल्यामुळे इलेक्ट्रोडला तडे जाऊ शकतात.
या अवस्थेत इलेक्ट्रोडची घनता सुमारे १.५५ – १.६० किलोग्रॅम/डेसिमीटर³ असते.
४. गर्भधारणा
भाजलेल्या इलेक्ट्रोड्सना एका विशेष पिचने (२००°C तापमानाचा द्रव पिच) भिजवले जाते, जेणेकरून त्यांना भट्ट्यांमधील कठोर कार्य परिस्थितीचा सामना करण्यासाठी आवश्यक असलेली उच्च घनता, यांत्रिक शक्ती आणि विद्युत वाहकता मिळेल.
५. पुन्हा बेक करणे
पिच इम्प्रग्नेशनचे कार्बनीकरण करण्यासाठी आणि शिल्लक राहिलेले बाष्पशील पदार्थ काढून टाकण्यासाठी, बेकिंगचे दुसरे चक्र, किंवा "रिबेक", आवश्यक असते. रिबेकचे तापमान जवळपास ७५०°C पर्यंत पोहोचते. या टप्प्यात इलेक्ट्रोड्सची घनता सुमारे १.६७ – १.७४ किलोग्रॅम/डेसिमीटर³ पर्यंत पोहोचू शकते.
६. ग्राफिटायझेशन
अचेसन फर्नेस
ग्रॅफाइट निर्मितीमधील अंतिम टप्पा म्हणजे भाजलेल्या कार्बनचे ग्रॅफाइटमध्ये रूपांतर करणे, ज्याला ग्रॅफायटीकरण म्हणतात. ग्रॅफायटीकरण प्रक्रियेदरम्यान, कमी-अधिक प्रमाणात पूर्वनियोजित कार्बनचे (टर्बोस्ट्रॅटिक कार्बन) त्रिमितीय सुव्यवस्थित ग्रॅफाइट संरचनेत रूपांतर होते.
इलेक्ट्रोड्सना विद्युत भट्ट्यांमध्ये कार्बनच्या कणांनी वेढून एक घन वस्तुमान तयार केले जाते. भट्टीमधून विद्युत प्रवाह पाठवला जातो, ज्यामुळे तापमान अंदाजे ३०००°C पर्यंत वाढते. ही प्रक्रिया सामान्यतः अचेसन फर्नेस (ACHESON FURNACE) किंवा लेंग्थवाइज फर्नेस (LWG) वापरून केली जाते.
अॅचेसन फर्नेसमध्ये बॅच प्रक्रियेद्वारे इलेक्ट्रोड्सचे ग्रॅफायटीकरण केले जाते, तर एलडब्ल्यूजी फर्नेसमध्ये संपूर्ण कॉलमचे एकाच वेळी ग्रॅफायटीकरण केले जाते.
७. मशीनिंग
ग्राफाईट इलेक्ट्रोड्स (थंड झाल्यावर) अचूक मापे आणि सहनशीलतेनुसार मशीन केले जातात. या टप्प्यात इलेक्ट्रोड्सच्या टोकांना (सॉकेट्सना) थ्रेडेड ग्राफाईट पिन (निप्पल) जोडणी प्रणालीसह मशीनिंग करून बसवण्याचाही समावेश असू शकतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-एप्रिल-२०२१