1. 原材料
コカ・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、高度に異方性のある針状コークスからほぼ等方性の流動性コークスまで、幅広い構造で生成されます。高度に異方性のある針状コークスは、その構造上、電気アーク炉で使用される高性能電極の製造に不可欠です。電気アーク炉では、非常に高い電気的、機械的、および熱的耐荷重能力が要求されます。石油コークスは、ほぼ例外なく遅延コークス化法によって製造されます。これは、原油蒸留残渣を穏やかにゆっくりと炭化させるプロセスです。
ニードルコークスとは、ターボストラクチャー層構造の強い優先的な平行配向と粒子の特殊な形状によって極めて高い黒鉛化能を持つ特殊なタイプのコークスを指す、一般的に用いられる用語である。
バインダー（含有量約20～25％）
コールタールピッチ
結合剤は、固体粒子同士を凝集させるために使用されます。結合剤の高い濡れ性により、混合物は可塑性状態になり、その後の成形や押出成形が可能になります。
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有しています。置換ベンゼン環と縮合ベンゼン環の割合が高いため、グラファイト特有の六方格子構造が既に形成されており、グラファイト化の際に整然としたグラファイトドメインの形成を促進します。ピッチは最も優れたバインダーであることが証明されています。これはコールタールの蒸留残渣です。
2. 混合および押出成形
粉砕したコークスにコールタールピッチと添加剤を混ぜて均一なペースト状にする。これを押出シリンダーに投入する。まず、予備加圧によって空気を除去する。次に、実際の押出工程に入り、混合物を押し出して所望の直径と長さの電極を形成する。混合、特に押出工程（右図参照）を可能にするには、混合物に粘性を持たせる必要がある。これは、グリーン製造工程全体を通して、混合物を約120℃（ピッチの種類による）の高温に保つことによって実現される。この円筒形の基本的な形状は「グリーン電極」として知られている。
3. ベーキング
使用されているパン焼き炉には2種類あります。
ここでは、押し出し成形された棒材を円筒形のステンレス鋼製容器（サガー）に収容します。加熱工程中の電極の変形を防ぐため、サガー内部には保護用の砂が充填されています。サガーは貨車のプラットフォーム（貨車の底部）に積み込まれ、天然ガスを燃料とする窯に投入されます。
リング炉
ここでは、電極は製造工場の底にある石造りの空洞に配置されます。この空洞は、10個以上のチャンバーからなる環状システムの一部です。チャンバーはエネルギーを節約するために、熱風循環システムで接続されています。電極間の隙間は変形を防ぐために砂で満たされています。ピッチを炭化させる焼成工程では、800℃にも達する高温でガスが急速に発生すると電極に亀裂が生じる可能性があるため、温度を慎重に制御する必要があります。
この段階の電極の密度は約1.55～1.60 kg/dm3である。
4. 含浸
焼成された電極には、炉内の過酷な運転条件に耐えるために必要な高密度、機械的強度、および電気伝導性を持たせるため、特殊なピッチ（200℃の液体ピッチ）が含浸されている。
5. 再焼成
ピッチ含浸を炭化させ、残存する揮発性物質を除去するために、2回目の焼成サイクル、すなわち「再焼成」が必要です。再焼成温度は750℃近くに達します。この段階で、電極の密度は約1.67～1.74 kg/dm3になります。
6. グラフィタイゼーション
アチソン炉
グラファイト製造の最終段階は、焼成炭素をグラファイトに変換する工程であり、これを黒鉛化と呼ぶ。黒鉛化の過程で、ある程度規則的な構造を持つ炭素（ターボストラクチャ炭素）が、三次元的に規則的なグラファイト構造へと変換される。
電極は炭素粒子に囲まれた状態で電気炉内に充填され、固体塊を形成する。炉内に電流を流すことで温度を約3000℃まで上昇させる。このプロセスは通常、アチソン炉または長手方向炉（LWG）を用いて行われる。
アチソン炉ではバッチ処理によって電極を黒鉛化するのに対し、LWG炉ではカラム全体を同時に黒鉛化する。
7. 機械加工
（冷却後）黒鉛電極は、正確な寸法と公差で機械加工されます。この工程には、電極の端部（ソケット）を機械加工し、ねじ込み式の黒鉛ピン（ニップル）接合システムを取り付ける作業も含まれる場合があります。
投稿日時：2021年4月8日