1. SUROVINY
Coca-Cola (približne 75 – 80 % obsahu)
Ropný koks
Ropný koks je najdôležitejšou surovinou a vzniká v širokej škále štruktúr, od vysoko anizotropného ihličkového koksu až po takmer izotropný fluidný koks. Vysoko anizotropný ihličkový koks je vďaka svojej štruktúre nevyhnutný na výrobu vysokovýkonných elektród používaných v elektrických oblúkových peciach, kde sa vyžaduje veľmi vysoký stupeň elektrickej, mechanickej a tepelnej únosnosti. Ropný koks sa vyrába takmer výlučne procesom oneskoreného koksovania, čo je mierny pomalý proces karbonizácie zvyškov z destilácie ropy.
Ihlový koks je bežne používaný termín pre špeciálny typ koksu s extrémne vysokou grafitizovateľnosťou, ktorá je výsledkom silnej preferovanej paralelnej orientácie jeho turbostratickej vrstvenej štruktúry a špecifického fyzikálneho tvaru zŕn.
Spojivá (približne 20 – 25 %)
Uhoľnodechtová smola
Spojivá sa používajú na aglomeráciu pevných častíc navzájom. Ich vysoká zmáčacia schopnosť tak premieňa zmes do plastického stavu pre následné lisovanie alebo extrúziu.
Uhoľnodechtová smola je organická zlúčenina s výraznou aromatickou štruktúrou. Vďaka vysokému podielu substituovaných a kondenzovaných benzénových kruhov má už zreteľne vopred vytvorenú hexagonálnu mriežkovú štruktúru grafitu, čo uľahčuje tvorbu usporiadaných grafitových domén počas grafitizácie. Smola sa ukazuje ako najvýhodnejšie spojivo. Je to destilačný zvyšok uhoľnodechtovej smoly.
2. MIEŠANIE A EXTRÚZIA
Mletý koks sa zmieša s uhoľnouhoľným dechtom a niektorými prísadami za vzniku jednotnej pasty. Táto pasta sa privedie do extrúzneho valca. V prvom kroku sa musí predlisovaním odstrániť vzduch. Potom nasleduje samotný krok extrúzie, kde sa zmes extruduje za vzniku elektródy s požadovaným priemerom a dĺžkou. Aby sa umožnilo miešanie a najmä proces extrúzie (pozri obrázok vpravo), musí byť zmes viskózna. To sa dosiahne udržiavaním zvýšenej teploty približne 120 °C (v závislosti od dechtu) počas celého procesu výroby zeleného koksu. Tento základný tvar s valcovitým tvarom sa nazýva „zelená elektróda“.
3. PEČENIE
Používajú sa dva typy pecí na pečenie:
Tu sa extrudované tyče umiestňujú do valcových nádob z nehrdzavejúcej ocele (saggerov). Aby sa zabránilo deformácii elektród počas procesu ohrevu, saggery sú tiež naplnené ochrannou vrstvou piesku. Saggery sa nakladajú na plošiny železničných vagónov (spodky vagónov) a valcujú sa do pecí vykurovaných zemným plynom.
Kruhová pec
Tu sú elektródy umiestnené v kamennej skrytej dutine v spodnej časti výrobnej haly. Táto dutina je súčasťou kruhového systému s viac ako 10 komorami. Komory sú navzájom prepojené systémom cirkulácie horúceho vzduchu, aby sa šetrila energia. Medzery medzi elektródami sú tiež vyplnené pieskom, aby sa zabránilo deformácii. Počas procesu vypaľovania, kde sa smola karbonizuje, je potrebné teplotu starostlivo kontrolovať, pretože pri teplotách až do 800 °C môže rýchle hromadenie plynu spôsobiť praskanie elektródy.
V tejto fáze majú elektródy hustotu okolo 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNÁCIA
Vypálené elektródy sú impregnované špeciálnou smolou (tekutá smola pri 200 °C), aby mali vyššiu hustotu, mechanickú pevnosť a elektrickú vodivosť, ktoré budú potrebovať na odolanie náročným prevádzkovým podmienkam vo vnútri pecí.
5. ZNOVU PEČENIE
Na karbonizáciu smolnej impregnácie a odstránenie všetkých zostávajúcich prchavých látok je potrebný druhý cyklus pečenia alebo „opätovné pečenie“. Teplota opätovného pečenia dosahuje takmer 750 °C. V tejto fáze môžu elektródy dosiahnuť hustotu okolo 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZÁCIA
Achesonova pec
Posledným krokom pri výrobe grafitu je premena vypáleného uhlíka na grafit, nazývaná grafitizácia. Počas procesu grafitizácie sa viac či menej predusporiadaný uhlík (turbostratický uhlík) premení na trojrozmerne usporiadanú grafitovú štruktúru.
Elektródy sú balené v elektrických peciach obklopených uhlíkovými časticami, čím tvoria pevnú hmotu. Cez pec prechádza elektrický prúd, ktorý zvyšuje teplotu na približne 3000 °C. Tento proces sa zvyčajne dosahuje pomocou ACHESONOVEJ PECE alebo POZDĹŽNEJ PECE (LWG).
V Achesonovej peci sa elektródy grafitizujú dávkovým procesom, zatiaľ čo v peci LWG sa grafitizuje celá kolóna súčasne.
7. OBRÁBANIE
Grafitové elektródy (po ochladení) sa opracujú na presné rozmery a tolerancie. Táto fáza môže zahŕňať aj opracovanie a vybavenie koncov (objímok) elektród závitovým spojovacím systémom s grafitovými kolíkmi (vsuvkami).
Čas uverejnenia: 8. apríla 2021