1. HRÁEFNI
Kók (um það bil 75-80% innihaldsefni)
Petroleum Coke
Jarðolíukoks er mikilvægasta hráefnið og það myndast í fjölbreyttum uppbyggingum, allt frá mjög anísótrópískum nálarkoxi til næstum ísótrópísks fljótandi koxs. Mjög anísótrópíski nálarkoxinn er, vegna uppbyggingar sinnar, ómissandi til framleiðslu á afkastamiklum rafskautum sem notaðar eru í rafbogaofnum, þar sem krafist er mjög mikillar rafmagns-, vélrænnar og varmaþols. Jarðolíukoks er næstum eingöngu framleitt með seinkuðu kóksunarferli, sem er væg hægfara kolefnismyndun á eimingarleifum hráolíu.
Nálkóks er almennt notað hugtak yfir sérstaka tegund kóks með afar mikla grafítmyndunarhæfni sem stafar af sterkri samsíða stefnumörkun turbostratískrar lagbyggingar þess og sérstakri efnislegri lögun kornanna.
Bindiefni (um það bil 20-25% innihalds)
Koltjörubik
Bindiefni eru notuð til að þjappa föstu agnunum saman. Mikil rakagefandi hæfni þeirra breytir blöndunni þannig í plastform til síðari mótun eða útpressunar.
Koltjörubik er lífrænt efnasamband og hefur sérstaka arómatíska byggingu. Vegna mikils hlutfalls af setnum og þéttum bensenhringjum hefur það þegar greinilega fyrirfram myndaða sexhyrnda grindarbyggingu grafíts, sem auðveldar myndun vel skipulegra grafítléna við grafítmyndun. Bik reynist vera hagstæðasta bindiefnið. Það er eimingarleif koltjöru.
2. BLÖNDUÐ OG ÚTSPRÆTTING
Kóksið sem hefur verið malað er blandað saman við koltjörubik og nokkur aukefni til að mynda einsleita mauku. Þessu er komið fyrir í útpressunarstrokknum. Í fyrsta skrefinu þarf að fjarlægja loftið með forpressun. Síðan fylgir raunverulegt útpressunarskrefið þar sem blandan er pressuð út til að mynda rafskaut af æskilegri þvermál og lengd. Til að gera blöndunina mögulega og sérstaklega útpressunarferlið (sjá mynd til hægri) verður blandan að vera seigfljótandi. Þetta er gert með því að halda henni við hækkað hitastig, um það bil 120°C (fer eftir biki), meðan á öllu grænu framleiðsluferlinu stendur. Þessi grunnform með sívalningslaga lögun er þekkt sem „græna rafskautið“.
3. BAKSTUR
Tvær gerðir af bökunarofnum eru í notkun:
Hér eru pressuðu stangirnar settar í sívalningslaga ryðfríu stálílát (saggers). Til að koma í veg fyrir aflögun rafskautanna við upphitun eru saggers einnig fylltir með verndandi lag af sandi. Saggers eru settir á járnbrautarpalla (vagnbotna) og valsaðir í jarðgasskynda ofna.
Hringofn
Hér eru rafskautin sett í steinhol í botni framleiðsluhallarinnar. Þetta hol er hluti af hringkerfi með meira en 10 hólfum. Hólfin eru tengd saman með heitu loftrásarkerfi til að spara orku. Holrýmin milli rafskautanna eru einnig fyllt með sandi til að koma í veg fyrir aflögun. Við bökunarferlið, þar sem bikið er kolsýrt, þarf að stjórna hitastiginu vandlega því við hitastig allt að 800°C getur hröð gasuppbygging valdið sprungum í rafskautinu.
Í þessu stigi hafa rafskautin eðlisþyngd upp á um 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. GEYMSLA
Bakaðar rafskautar eru gegndreyptar með sérstöku biki (fljótandi biki við 200°C) til að gefa þeim meiri eðlisþyngd, vélrænan styrk og rafleiðni sem þær þurfa til að þola erfiðar rekstraraðstæður inni í ofnunum.
5. BAKSTUR AFTUR
Önnur bökunarlota, eða „endurbökun“, er nauðsynleg til að kolefnisbinda biklagið og til að losa sig við öll eftirstandandi rokgjörn efni. Endurbökunarhitastigið nær næstum 750°C. Á þessu stigi geta rafskautin náð eðlisþyngd upp á um 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFÍTISERING
Acheson ofn
Síðasta skrefið í grafítframleiðslu er umbreyting á bökuðu kolefni í grafít, sem kallast grafítmyndun. Í grafítmyndunarferlinu er meira og minna fyrirfram raðað kolefni (turbostratískt kolefni) breytt í þrívíddarlega raðaða grafítbyggingu.
Rafskautunum er pakkað í rafmagnsofna umkringda kolefnisögnum til að mynda fastan massa. Rafstraumur er leiddur í gegnum ofninn og hækkar hitastigið í um það bil 3000°C. Þetta ferli er venjulega gert með því að nota annað hvort ACHESON-ofn eða LENGDI-OFN (e. LENGTHWISE FURNACE (LWG).
Með Acheson-ofninum eru rafskautin grafítuð með lotuferli, en í LWG-ofni er öll dálkurinn grafítuð á sama tíma.
7. VÉLVINNSLA
Grafítrafskautin (eftir kælingu) eru vélrænt unnin í nákvæmum málum og með nákvæmum vikmörkum. Þetta stig getur einnig falið í sér vélræna vinnslu og að festa enda (innstungu) rafskautanna með skrúfuðum grafítpinna (nippel) tengibúnaði.
Birtingartími: 8. apríl 2021