గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ల తయారీ ప్రక్రియ

1. ముడి పదార్థాలు
కోక్ (సుమారు 75-80% కంటెంట్)

పెట్రోలియం కోక్
పెట్రోలియం కోక్ అత్యంత ముఖ్యమైన ముడి పదార్థం, మరియు ఇది అధిక అనిసోట్రోపిక్ నీడిల్ కోక్ నుండి దాదాపు ఐసోట్రోపిక్ ఫ్లూయిడ్ కోక్ వరకు విస్తృత శ్రేణి నిర్మాణాలలో ఏర్పడుతుంది. అధిక అనిసోట్రోపిక్ నీడిల్ కోక్, దాని నిర్మాణం కారణంగా, ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ ఫర్నేసులలో ఉపయోగించే అధిక-పనితీరు గల ఎలక్ట్రోడ్ల తయారీకి ఎంతో అవసరం, ఇక్కడ చాలా ఎక్కువ స్థాయిలో విద్యుత్, యాంత్రిక మరియు ఉష్ణ భారాన్ని మోసే సామర్థ్యం అవసరం. పెట్రోలియం కోక్ దాదాపుగా ఆలస్యం అయిన కోకింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది ముడి చమురు స్వేదనం అవశేషాల తేలికపాటి నెమ్మదిగా కార్బొనైజింగ్ ప్రక్రియ.

నీడిల్ కోక్ అనేది ఒక ప్రత్యేక రకం కోక్‌కు సాధారణంగా ఉపయోగించే పదం, దీని ఫలితంగా చాలా ఎక్కువ గ్రాఫిటైజేషన్ సామర్థ్యం ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా దాని టర్బోస్ట్రాటిక్ పొర నిర్మాణం యొక్క బలమైన సమాంతర ధోరణి మరియు ధాన్యాల యొక్క నిర్దిష్ట భౌతిక ఆకారం ఉంటుంది.

బైండర్లు (సుమారు 20-25% కంటెంట్)

బొగ్గు తారు పిచ్
ఘన కణాలను ఒకదానికొకటి సమీకరించడానికి బైండింగ్ ఏజెంట్లను ఉపయోగిస్తారు. వాటి అధిక చెమ్మగిల్లడం సామర్థ్యం మిశ్రమాన్ని తదుపరి అచ్చు లేదా వెలికితీత కోసం ప్లాస్టిక్ స్థితికి మారుస్తుంది.

బొగ్గు తారు పిచ్ ఒక సేంద్రీయ సమ్మేళనం మరియు ఇది ఒక ప్రత్యేకమైన సుగంధ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రత్యామ్నాయ మరియు ఘనీకృత బెంజీన్ వలయాల అధిక నిష్పత్తి కారణంగా, ఇది ఇప్పటికే గ్రాఫైట్ యొక్క స్పష్టంగా ముందుగా రూపొందించబడిన షట్కోణ లాటిస్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, తద్వారా గ్రాఫిటైజేషన్ సమయంలో బాగా క్రమబద్ధీకరించబడిన గ్రాఫిటిక్ డొమైన్‌ల ఏర్పాటును సులభతరం చేస్తుంది. పిచ్ అత్యంత ప్రయోజనకరమైన బైండర్‌గా నిరూపించబడింది. ఇది బొగ్గు తారు యొక్క స్వేదనం అవశేషం.

2. మిక్సింగ్ మరియు ఎక్స్‌ట్రూషన్
మిల్లింగ్ చేసిన కోక్‌ను బొగ్గు టార్ పిచ్ మరియు కొన్ని సంకలితాలతో కలిపి ఏకరీతి పేస్ట్‌ను ఏర్పరుస్తారు. దీనిని ఎక్స్‌ట్రూషన్ సిలిండర్‌లోకి తీసుకువస్తారు. మొదటి దశలో గాలిని ప్రీప్రెస్ చేయడం ద్వారా తొలగించాలి. తరువాత వాస్తవ ఎక్స్‌ట్రూషన్ దశ అనుసరిస్తుంది, ఇక్కడ మిశ్రమాన్ని కావలసిన వ్యాసం మరియు పొడవు గల ఎలక్ట్రోడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. మిక్సింగ్ మరియు ముఖ్యంగా ఎక్స్‌ట్రూషన్ ప్రక్రియను ప్రారంభించడానికి (కుడి వైపున ఉన్న చిత్రాన్ని చూడండి) మిశ్రమం జిగటగా ఉండాలి. మొత్తం గ్రీన్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో సుమారు 120°C (పిచ్‌ను బట్టి) అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచడం ద్వారా దీనిని సాధించవచ్చు. స్థూపాకార ఆకారంతో కూడిన ఈ ప్రాథమిక రూపాన్ని "గ్రీన్ ఎలక్ట్రోడ్" అని పిలుస్తారు.

3. బేకింగ్
రెండు రకాల బేకింగ్ ఫర్నేసులు వాడుకలో ఉన్నాయి:

ఇక్కడ వెలికితీసిన రాడ్లను స్థూపాకార స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ డబ్బాల్లో (సాగర్స్) ఉంచుతారు. తాపన ప్రక్రియలో ఎలక్ట్రోడ్‌ల వైకల్యాన్ని నివారించడానికి, సాగర్స్‌ను ఇసుకతో చేసిన రక్షిత కవరింగ్‌తో కూడా నింపుతారు. సాగర్‌లను రైల్‌కార్ ప్లాట్‌ఫామ్‌లపై (కార్ బాటమ్స్) లోడ్ చేసి సహజ వాయువు - ఫైర్డ్ బట్టీలలోకి చుట్టేస్తారు.

రింగ్ ఫర్నేస్

ఇక్కడ ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఉత్పత్తి హాల్ దిగువన ఉన్న ఒక రాతి రహస్య కుహరంలో ఉంచుతారు. ఈ కుహరం 10 కంటే ఎక్కువ గదుల రింగ్ వ్యవస్థలో భాగం. శక్తిని ఆదా చేయడానికి గదులు వేడి గాలి ప్రసరణ వ్యవస్థతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. వైకల్యాన్ని నివారించడానికి ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య శూన్యాలు కూడా ఇసుకతో నింపబడతాయి. బేకింగ్ ప్రక్రియలో, పిచ్ కార్బోనైజ్ చేయబడిన చోట, ఉష్ణోగ్రతను జాగ్రత్తగా నియంత్రించాలి ఎందుకంటే 800°C వరకు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేగవంతమైన వాయువు నిర్మాణం ఎలక్ట్రోడ్ పగుళ్లకు కారణమవుతుంది.

ఈ దశలో ఎలక్ట్రోడ్లు 1,55 – 1,60 kg/dm3 చుట్టూ సాంద్రత కలిగి ఉంటాయి.

4. గర్భధారణ
కాల్చిన ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఫర్నేసుల లోపల తీవ్రమైన ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులను తట్టుకోవడానికి అవసరమైన అధిక సాంద్రత, యాంత్రిక బలం మరియు విద్యుత్ వాహకతను అందించడానికి ప్రత్యేక పిచ్ (200°C వద్ద ద్రవ పిచ్)తో నింపుతారు.

5. తిరిగి బేకింగ్ చేయడం
పిచ్ ఇంప్రెగ్నేషన్‌ను కార్బోనైజ్ చేయడానికి మరియు మిగిలిన అస్థిరతలను తరిమికొట్టడానికి రెండవ బేకింగ్ సైకిల్ లేదా "రీబేక్" అవసరం. రీబేక్ ఉష్ణోగ్రత దాదాపు 750°Cకి చేరుకుంటుంది. ఈ దశలో ఎలక్ట్రోడ్‌లు 1,67 – 1,74 kg/dm3 సాంద్రతను చేరుకోగలవు.

6. గ్రాఫిటైజేషన్
అచెసన్ ఫర్నేస్
గ్రాఫైట్ తయారీలో చివరి దశ కాల్చిన కార్బన్‌ను గ్రాఫైట్‌గా మార్చడం, దీనిని గ్రాఫైటైజింగ్ అంటారు. గ్రాఫైటైజింగ్ ప్రక్రియలో, ఎక్కువ లేదా తక్కువ ముందస్తు ఆర్డర్ చేయబడిన కార్బన్ (టర్బోస్ట్రాటిక్ కార్బన్) త్రిమితీయంగా ఆర్డర్ చేయబడిన గ్రాఫైట్ నిర్మాణంగా మార్చబడుతుంది.

ఎలక్ట్రోడ్లు కార్బన్ కణాలతో చుట్టుముట్టబడిన విద్యుత్ కొలిమిలలో ప్యాక్ చేయబడి ఘన ద్రవ్యరాశిని ఏర్పరుస్తాయి. కొలిమి గుండా విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది, ఉష్ణోగ్రతను సుమారు 3000°Cకి పెంచుతుంది. ఈ ప్రక్రియ సాధారణంగా అచెసన్ కొలిమి లేదా లెంగ్త్వైస్ కొలిమి (LWG) ఉపయోగించి సాధించబడుతుంది.

అచెసన్ ఫర్నేస్‌లో ఎలక్ట్రోడ్‌లను బ్యాచ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించి గ్రాఫిటైజ్ చేస్తారు, అయితే LWG ఫర్నేస్‌లో మొత్తం కాలమ్‌ను ఒకే సమయంలో గ్రాఫిటైజ్ చేస్తారు.

7. మ్యాచింగ్
గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను (శీతలీకరణ తర్వాత) ఖచ్చితమైన కొలతలు మరియు సహనాలకు అనుగుణంగా యంత్రీకరిస్తారు. ఈ దశలో థ్రెడ్ చేసిన గ్రాఫైట్ పిన్ (చనుమొన) జాయినింగ్ సిస్టమ్‌తో ఎలక్ట్రోడ్‌ల చివరలను (సాకెట్లు) మ్యాచింగ్ చేయడం మరియు అమర్చడం కూడా ఉండవచ్చు.