1. 原材料
コーラ（含有量約75～80％）
石油コークス
石油コークスは最も重要な原料であり、異方性の高いニードルコークスからほぼ等方性の流体コークスまで幅広い構造で形成されます。異方性の高いニードルコークスは、その構造上、非常に高度な電気的、機械的、熱的耐荷重能力が必要とされる電気炉で使用される高性能電極の製造に不可欠です。石油コークスは、ほぼ独占的にディレイドコーキングプロセスによって製造されます。ディレイドコーキングプロセスは、原油蒸留残渣の穏やかなゆっくりとした炭化手順です。
ニードルコークスは、乱層構造の強い優先平行配向と粒子の特定の物理的形状に起因する、非常に高い黒鉛化性を備えた特殊なタイプのコークスを表す一般的な用語です。
バインダー（含有量約20～25％）
コールタールピッチ
結合剤は固体粒子を互いに凝集させるために使用されます。したがって、それらの高い湿潤能力により、混合物はその後の成形または押出のために可塑性の状態に変わります。
コールタールピッチは有機化合物であり、独特の芳香族構造を持っています。置換および縮合したベンゼン環の割合が高いため、すでに明確に形成された黒鉛の六方格子構造を有しており、したがって黒鉛化中に整然とした黒鉛ドメインの形成が促進されます。ピッチは最も有利なバインダーであることが証明されています。コールタールの蒸留残渣です。
2. 混合と押出
粉砕されたコークスはコールタールピッチおよびいくつかの添加剤と混合されて均一なペーストを形成します。これを押出シリンダーに入れます。最初のステップでは、プレプレスによって空気を除去する必要があります。その後、実際の押出工程が続き、混合物が押出されて、所望の直径および長さの電極が形成される。混合、特に押出プロセス (右の図を参照) を可能にするには、混合物が粘性である必要があります。これは、約 100 ℃の高温に保つことによって達成されます。グリーン生産プロセス全体で 120°C (ピッチに応じて)。この円筒形の基本形状は「緑色電極」と呼ばれます。
3. ベーキング
2種類の焼成炉が使用されています。
ここでは、押し出されたロッドが円筒形のステンレス鋼キャニスター (サガー) に入れられます。加熱プロセス中の電極の変形を避けるために、サガーには砂の保護カバーも充填されています。サガーは鉄道車両のプラットフォーム (車両の底部) に積み込まれ、天然ガスで焼成された窯に入れられます。
リング炉
ここで、電極は生産ホールの底にある石造りの秘密の空洞に配置されます。このキャビティは、10 を超えるチャンバーからなるリング システムの一部です。エネルギーを節約するために、チャンバーは熱風循環システムで接続されています。電極間の空隙にも砂が充填され、変形を防ぎます。ピッチが炭化される焼成プロセス中は、温度を注意深く制御する必要があります。800°C までの温度では、急速なガスの蓄積により電極の亀裂が発生する可能性があるためです。
この段階では、電極の密度は約 1.55 ～ 1.60 kg/dm3 になります。
4. 含浸
焼成された電極には特殊なピッチ (200°C での液体ピッチ) が含浸され、炉内の過酷な動作条件に耐えるのに必要な高密度、機械的強度、および導電性が得られます。
5. 再焼成
ピッチ含浸を炭化し、残っている揮発性物質を除去するには、2 回目のベーキング サイクル、つまり「リベーク」が必要です。リベーク温度は約 750°C に達します。この段階では、電極の密度は約 1.67 ～ 1.74 kg/dm3 に達します。
6. 黒鉛化
アチソン炉
グラファイト製造の最終ステップは、黒鉛化と呼ばれる、焼いたカーボンをグラファイトに変換することです。黒鉛化プロセス中に、多かれ少なかれ規則正しく配列された炭素 (乱層状炭素) が 3 次元的に配列された黒鉛構造に変換されます。
電極は電気炉に詰められ、炭素粒子に囲まれて固体の塊を形成します。炉に電流を流し、温度を約3000℃まで上昇させます。このプロセスは通常、ACHESON FURNACE または LENGTHWISE FURNACE (LWG) のいずれかを使用して実行されます。
アチソン炉ではバッチプロセスを使用して電極が黒鉛化されますが、LWG 炉ではカラム全体が同時に黒鉛化されます。
7. 機械加工
グラファイト電極 (冷却後) は、正確な寸法と公差に合わせて機械加工されます。この段階には、電極の端 (ソケット) を機械加工し、ねじ付きグラファイト ピン (ニップル) 接合システムに取り付けることも含まれる場合があります。
投稿時間: 2021 年 4 月 8 日