ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

1. કાચો માલ
કોક (આશરે 75-80% સામગ્રીમાં)

પેટ્રોલિયમ કોક
પેટ્રોલિયમ કોક એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાચો માલ છે, અને તે અત્યંત એનિસોટ્રોપિક સોય કોકથી લઈને લગભગ આઇસોટ્રોપિક પ્રવાહી કોક સુધીની વિશાળ શ્રેણીમાં રચાય છે. અત્યંત એનિસોટ્રોપિક સોય કોક, તેની રચનાને કારણે, ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ફર્નેસમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રોડ્સના ઉત્પાદન માટે અનિવાર્ય છે, જ્યાં ખૂબ જ ઉચ્ચ ડિગ્રી ઇલેક્ટ્રિકલ, મિકેનિકલ અને થર્મલ લોડ-બેરિંગ ક્ષમતા જરૂરી છે. પેટ્રોલિયમ કોક લગભગ વિશિષ્ટ રીતે વિલંબિત કોકિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત થાય છે, જે ક્રૂડ તેલના નિસ્યંદનના અવશેષોની હળવી ધીમી કાર્બનાઇઝિંગ પ્રક્રિયા છે.

નીડલ કોક એ ખાસ પ્રકારના કોક માટે સામાન્ય રીતે વપરાતો શબ્દ છે જે તેના ટર્બોસ્ટ્રેટિક લેયર સ્ટ્રક્ચર અને અનાજના ચોક્કસ ભૌતિક આકારના મજબૂત પસંદગીના સમાંતર અભિગમને કારણે અત્યંત ઉચ્ચ ગ્રાફિટાઇઝેબિલિટી સાથે પરિણમે છે.

બાઈન્ડર (સામગ્રીમાં આશરે 20-25%)

કોલસાની ટાર પિચ
બંધનકર્તા એજન્ટોનો ઉપયોગ ઘન કણોને એકબીજા સાથે એકત્ર કરવા માટે થાય છે. તેમની ઉચ્ચ ભીની ક્ષમતા આમ મિશ્રણને અનુગામી મોલ્ડિંગ અથવા એક્સટ્રુઝન માટે પ્લાસ્ટિકની સ્થિતિમાં પરિવર્તિત કરે છે.

કોલ ટાર પિચ એક કાર્બનિક સંયોજન છે અને તેની વિશિષ્ટ સુગંધિત રચના છે. તેના અવેજી અને કન્ડેન્સ્ડ બેન્ઝીન રિંગ્સના ઉચ્ચ પ્રમાણને લીધે, તે પહેલેથી જ ગ્રેફાઇટની સ્પષ્ટ રીતે બનાવેલ ષટ્કોણ જાળીનું માળખું ધરાવે છે, આમ ગ્રાફિટાઇઝેશન દરમિયાન સુવ્યવસ્થિત ગ્રાફિટિક ડોમેન્સની રચનાને સરળ બનાવે છે. પિચ સૌથી ફાયદાકારક બાઈન્ડર સાબિત થાય છે. તે કોલસાના ટારના નિસ્યંદન અવશેષો છે.

2. મિશ્રણ અને બહાર કાઢવું
મિલ્ડ કોકને કોલ ટાર પિચ અને કેટલાક ઉમેરણો સાથે મિશ્રિત કરીને એક સમાન પેસ્ટ બનાવવામાં આવે છે. આ એક્સ્ટ્રુઝન સિલિન્ડરમાં લાવવામાં આવે છે. પ્રથમ પગલામાં હવાને પ્રીપ્રેસ કરીને દૂર કરવાની હોય છે. ઇચ્છિત વ્યાસ અને લંબાઈના ઇલેક્ટ્રોડ બનાવવા માટે મિશ્રણને બહાર કાઢવામાં આવે છે તે પછી વાસ્તવિક એક્સટ્રુઝન સ્ટેપ અનુસરે છે. મિશ્રણ અને ખાસ કરીને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયાને સક્ષમ કરવા માટે (જમણી બાજુનું ચિત્ર જુઓ) મિશ્રણ ચીકણું હોવું જોઈએ. તેને આશરે એલિવેટેડ તાપમાને રાખીને આ પ્રાપ્ત થાય છે. સમગ્ર ગ્રીન ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન 120°C (પીચ પર આધાર રાખીને). નળાકાર આકાર સાથેનું આ મૂળભૂત સ્વરૂપ "ગ્રીન ઇલેક્ટ્રોડ" તરીકે ઓળખાય છે.

3. બેકિંગ
બે પ્રકારની બેકિંગ ભઠ્ઠીઓ ઉપયોગમાં છે:

અહીં એક્સ્ટ્રુડ સળિયાને નળાકાર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કેનિસ્ટર (સેગર્સ) માં મૂકવામાં આવે છે. હીટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડ્સના વિકૃતિને ટાળવા માટે, સેગર્સ પણ રેતીના રક્ષણાત્મક આવરણથી ભરેલા હોય છે. સૅગર્સને રેલ્કાર પ્લેટફોર્મ (કાર બોટમ્સ) પર લોડ કરવામાં આવે છે અને કુદરતી ગેસ - ફાયર્ડ ભઠ્ઠામાં ફેરવવામાં આવે છે.

રીંગ ભઠ્ઠી

અહીં ઇલેક્ટ્રોડ્સ પ્રોડક્શન હોલના તળિયે પથ્થરની અપ્રગટ પોલાણમાં મૂકવામાં આવે છે. આ પોલાણ 10 થી વધુ ચેમ્બરની રીંગ સિસ્ટમનો ભાગ છે. ઊર્જા બચાવવા માટે ચેમ્બર ગરમ હવા પરિભ્રમણ સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલા છે. વિરૂપતા ટાળવા માટે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેની ખાલી જગ્યાઓ પણ રેતીથી ભરેલી હોય છે. પકવવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન, જ્યાં પિચ કાર્બનાઇઝ્ડ હોય છે, તાપમાનને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરવું જરૂરી છે કારણ કે 800 °C સુધીના તાપમાને ઝડપી ગેસનું નિર્માણ ઇલેક્ટ્રોડના ક્રેકીંગનું કારણ બની શકે છે.

આ તબક્કામાં ઇલેક્ટ્રોડ્સની ઘનતા લગભગ 1,55 - 1,60 kg/dm3 છે.

4. ગર્ભાધાન
બેકડ ઇલેક્ટ્રોડને ખાસ પિચ (200°C પર પ્રવાહી પીચ) વડે ગર્ભિત કરવામાં આવે છે જેથી તેમને ઉચ્ચ ઘનતા, યાંત્રિક શક્તિ અને વિદ્યુત વાહકતા મળે જે તેમને ભઠ્ઠીઓની અંદરની ગંભીર ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરવા માટે જરૂર પડશે.

5. રી-બેકિંગ
પિચ ગર્ભાધાનને કાર્બોનાઇઝ કરવા અને બાકીની કોઈપણ અસ્થિરતાને દૂર કરવા માટે બીજું બેકિંગ ચક્ર અથવા "રીબેક" જરૂરી છે. રીબેક તાપમાન લગભગ 750 ° સે સુધી પહોંચે છે. આ તબક્કામાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ 1,67 - 1,74 kg/dm3 આસપાસ ઘનતા સુધી પહોંચી શકે છે.

6. ગ્રાફિટાઇઝેશન
Acheson ભઠ્ઠી
ગ્રેફાઇટ ઉત્પાદનમાં અંતિમ પગલું એ બેકડ કાર્બનનું ગ્રેફાઇટમાં રૂપાંતર છે, જેને ગ્રેફાઇટાઇઝિંગ કહેવાય છે. ગ્રાફિટાઇઝિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, વધુ કે ઓછા પ્રી-ઓર્ડર કરેલ કાર્બન (ટર્બોસ્ટ્રેટિક કાર્બન) ત્રિ-પરિમાણીય ક્રમાંકિત ગ્રેફાઇટ માળખામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોડ્સ ઘન સમૂહ બનાવવા માટે કાર્બન કણોથી ઘેરાયેલી ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓમાં પેક કરવામાં આવે છે. ભઠ્ઠીમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થાય છે, જે તાપમાનને આશરે 3000 °C સુધી વધારી દે છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે એચેસન ફર્નેસ અથવા લેન્થવાઈઝ ફર્નેસ (LWG) નો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.

અચેસન ફર્નેસ સાથે બેચ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોડને ગ્રાફાઇટાઇઝ કરવામાં આવે છે, જ્યારે LWG ફર્નેસમાં સમગ્ર સ્તંભને એક જ સમયે ગ્રાફાઇટાઇઝ કરવામાં આવે છે.

7. મશીનિંગ
ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ (ઠંડક પછી) ચોક્કસ પરિમાણો અને સહિષ્ણુતા માટે મશીન કરવામાં આવે છે. આ તબક્કામાં થ્રેડેડ ગ્રેફાઇટ પિન (સ્તનની ડીંટડી) જોઇનિંગ સિસ્ટમ સાથે ઇલેક્ટ્રોડ્સના છેડા (સોકેટ્સ)ને મશીનિંગ અને ફિટિંગનો પણ સમાવેશ થઈ શકે છે.