1. MATERIAS PRIMAS
Coca-Cola (aproximadamente 75-80 % de contido)
Coque de petróleo
O coque de petróleo é a materia prima máis importante e fórmase nunha ampla gama de estruturas, desde coque de agulla altamente anisotrópico ata coque fluído case isotrópico. O coque de agulla altamente anisotrópico, debido á súa estrutura, é indispensable para a fabricación de eléctrodos de alto rendemento utilizados en fornos de arco eléctrico, onde se require un grao moi alto de capacidade de carga eléctrica, mecánica e térmica. O coque de petróleo prodúcese case exclusivamente mediante o proceso de coqueización retardada, que é un procedemento de carbonización lenta e suave dos residuos de destilación do petróleo cru.
Coque de agulla é o termo comunmente usado para un tipo especial de coque cunha grafitizabilidade extremadamente alta resultante dunha forte orientación paralela preferida da súa estrutura de capas turboestáticas e unha forma física particular dos grans.
Aglutinantes (aproximadamente 20-25 % de contido)
brea de alcatrán de hulla
Os axentes aglutinantes utilízanse para aglomerar as partículas sólidas entre si. A súa alta capacidade de mollamento transforma así a mestura nun estado plástico para o seu posterior moldeo ou extrusión.
A brea de alcatrán de hulla é un composto orgánico e ten unha estrutura aromática distintiva. Debido á súa alta proporción de aneis de benceno substituídos e condensados, xa ten a estrutura reticular hexagonal preformada distintiva do grafito, o que facilita a formación de dominios grafíticos ben ordenados durante a grafitización. A brea resulta ser o aglutinante máis vantaxoso. É o residuo de destilación do alcatrán de hulla.
2. MESTURA E EXTRUSIÓN
O coque moído mestúrase con brea de alcatrán de hulla e algúns aditivos para formar unha pasta uniforme. Esta lévase ao cilindro de extrusión. Nun primeiro paso, o aire debe eliminarse mediante precompresión. A continuación, segue o paso de extrusión real, onde a mestura se extrúe para formar un eléctrodo do diámetro e lonxitude desexados. Para permitir a mestura e, especialmente, o proceso de extrusión (ver imaxe da dereita), a mestura debe ser viscosa. Isto conséguese manténdoa a unha temperatura elevada de aproximadamente 120 °C (dependendo da brea) durante todo o proceso de produción en verde. Esta forma básica con forma cilíndrica coñécese como "electródo verde".
3. FORNEAR
Empréganse dous tipos de fornos de cocción:
Aquí, as varillas extruídas colócanse en recipientes cilíndricos de aceiro inoxidable (saggers). Para evitar a deformación dos eléctrodos durante o proceso de quecemento, os saggers tamén se énchen cunha capa protectora de area. Os saggers cárganse en plataformas de vagóns (fondos de vagóns) e rólanse en fornos alimentados con gas natural.
Forno circular
Aquí, os eléctrodos colócanse nunha cavidade cuberta de pedra na parte inferior da nave de produción. Esta cavidade forma parte dun sistema de aneis de máis de 10 cámaras. As cámaras están conectadas entre si mediante un sistema de circulación de aire quente para aforrar enerxía. Os ocos entre os eléctrodos tamén se énchen de area para evitar a deformación. Durante o proceso de cocción, onde a brea se carboniza, a temperatura debe controlarse coidadosamente porque a temperaturas de ata 800 °C unha rápida acumulación de gas pode causar o rachado do eléctrodo.
Nesta fase, os eléctrodos teñen unha densidade de arredor de 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNACIÓN
Os eléctrodos cocidos están impregnados cunha brea especial (brea líquida a 200 °C) para darlles a maior densidade, resistencia mecánica e condutividade eléctrica que necesitarán para soportar as severas condicións de funcionamento dentro dos fornos.
5. RECOCCIÓN
É necesario un segundo ciclo de cocción, ou "recocción", para carbonizar a impregnación de brea e eliminar os volátiles restantes. A temperatura de recocción alcanza case os 750 °C. Nesta fase, os eléctrodos poden alcanzar unha densidade duns 1,67 a 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZACIÓN
Forno Acheson
O paso final na fabricación de grafito é a conversión do carbono cocido en grafito, o que se denomina grafitización. Durante o proceso de grafitización, o carbono máis ou menos preordenado (carbono turboestático) convértese nunha estrutura de grafito tridimensionalmente ordenada.
Os eléctrodos empácanse en fornos eléctricos rodeados de partículas de carbono para formar unha masa sólida. Pásase unha corrente eléctrica a través do forno, o que eleva a temperatura a aproximadamente 3000 °C. Este proceso adoita conseguirse mediante un forno Acheson ou un forno lonxitudinal (LWG).
Co forno Acheson os eléctrodos grafitízanse mediante un proceso por lotes, mentres que nun forno LWG toda a columna se grafitiza ao mesmo tempo.
7. MECANIZADO
Os eléctrodos de grafito (despois do arrefriamento) mecanízanse con dimensións e tolerancias exactas. Esta etapa tamén pode incluír o mecanizado e o axuste dos extremos (zócalos) dos eléctrodos cun sistema de unión de pasador (boquilla) de grafito roscado.
Data de publicación: 08-04-2021