1. HÁEFNI
Kók (um það bil 75-80% að innihaldi)
Petroleum Coke
Jarðolíukók er mikilvægasta hráefnið og það er myndað í fjölmörgum mannvirkjum, allt frá mjög anísótrópískum nálakóki til næstum samsætu fljótandi kók. Afar anisotropic nálarkoks, vegna uppbyggingar sinnar, er ómissandi til framleiðslu á afkastamiklum rafskautum sem notuð eru í ljósbogaofna, þar sem þörf er á mjög mikilli raf-, vélrænni og varma burðargetu. Jarðolíukoks er nær eingöngu framleitt með seinkakósunarferlinu, sem er væg hægfara kolefnisaðferð á hráolíueimingarleifum.
Nálkók er almennt notað hugtak fyrir sérstaka tegund af kók með afar mikilli grafíthæfni sem stafar af sterkri valinni samhliða stefnu túrbóstratískrar lagbyggingar þess og tiltekinni líkamlegri lögun kornanna.
Bindiefni (um það bil 20-25% að innihaldi)
Koltjörubik
Bindiefni eru notuð til að þétta föstu agnirnar hver við aðra. Mikil bleytingargeta þeirra breytir þannig blöndunni í plastástand til síðari mótunar eða útpressunar.
Koltjörubik er lífrænt efnasamband og hefur sérstaka arómatíska uppbyggingu. Vegna mikils hlutfalls af útskiptum og þéttum bensenhringjum hefur það nú þegar greinilega formyndaða sexhyrndu grindarbyggingu grafíts og auðveldar þannig myndun vel skipaðra grafítískra léna við grafítgerð. Pitch reynist hagstæðasta bindiefnið. Það er eimingarleifar koltjöru.
2. Blöndun og útpressun
Malaða kókinu er blandað saman við koltjörubik og nokkur aukaefni til að mynda einsleitt deig. Þetta er komið inn í útpressunarhólkinn. Í fyrsta skrefi þarf að fjarlægja loftið með forpressun. Síðan kemur raunverulegt útpressunarskref þar sem blandan er pressuð til að mynda rafskaut með æskilegri þvermál og lengd. Til að hægt sé að blanda og sérstaklega útpressunarferlið (sjá mynd til hægri) þarf blandan að vera seigfljótandi. Þetta er náð með því að halda því við hækkuðu hitastig sem nemur u.þ.b. 120°C (fer eftir vellinum) á öllu grænu framleiðsluferlinu. Þetta grunnform með sívalur lögun er þekkt sem „grænt rafskaut“.
3. BASTUR
Tvær gerðir af bökunarofnum eru í notkun:
Hér eru pressuðu stangirnar settar í sívalur ryðfríu stálhylki (saggers). Til að koma í veg fyrir aflögun rafskautanna meðan á hitunarferlinu stendur eru hlífarnar einnig fylltar með hlífðarhlíf úr sandi. Söggarnir eru hlaðnir á járnbrautarpalla (bílabotna) og rúllað í jarðgas-brennda ofna.
Hringaofn
Hér er rafskautunum komið fyrir í steinhleyptu holrými í botni framleiðslusalarins. Þetta holrými er hluti af hringkerfi með meira en 10 hólfum. Hólfin eru tengd saman með heitu loftrásarkerfi til að spara orku. Tómin á milli rafskautanna eru einnig fyllt með sandi til að forðast aflögun. Á meðan á bökunarferlinu stendur, þar sem bikið er kolsýrt, þarf að stjórna hitastigi vandlega því við hitastig allt að 800°C getur hröð gasuppsöfnun valdið sprungum í rafskautinu.
Í þessum fasa hafa rafskaut þéttleika um 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. VÆÐINGAR
Bökuðu rafskautin eru gegndreypt með sérstökum velli (vökvabikar við 200°C) til að gefa þeim meiri þéttleika, vélrænan styrk og rafleiðni sem þau þurfa til að standast erfiðar rekstrarskilyrði inni í ofnunum.
5. ENDURBASTUR
Önnur bökunarlota, eða „endurbaka“, er nauðsynleg til að kolsýra bik gegndreypingu og til að reka burt öll rokgjörn efni sem eftir eru. Hitastig endurbökunar nær næstum 750°C. Í þessum áfanga geta rafskautin náð þéttleika um 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAPHITIZING
Acheson ofninn
Lokaskrefið í grafítframleiðslu er umbreyting á bakuðu kolefni í grafít, kallað grafítgerð. Meðan á grafítgerðinni stendur er meira eða minna forpantað kolefni (turbostratic carbon) breytt í þrívíddarraðaða grafítbyggingu.
Rafskautunum er pakkað í rafmagnsofna umkringdir kolefnisögnum til að mynda fastan massa. Rafstraumur fer í gegnum ofninn sem hækkar hitastigið í um það bil 3000°C. Þetta ferli er venjulega náð með því að nota annaðhvort ACHESON OFN eða LENGTHÁLS OFN (LWG).
Með Acheson ofninum eru rafskautin grafítgerð með lotuferli, en í LWG ofni er öll súlan grafítgerð á sama tíma.
7. VÍSLA
Grafít rafskautin (eftir kælingu) eru unnin í nákvæmar stærðir og vikmörk. Þetta stig getur einnig falið í sér vinnslu og festingu á endum (innstungum) rafskautanna með snittari grafítpinna (geirvörtu) tengikerfi.
Pósttími: Apr-08-2021