1. RÅMATERIALER
Coca-Cola (indhold ca. 75-80%)
Petroleumskoks
Petroleumkoks er det vigtigste råmateriale, og det dannes i en bred vifte af strukturer, fra stærkt anisotropisk nålekoks til næsten isotropisk flydende koks. Den stærkt anisotropiske nålekoks er på grund af sin struktur uundværlig til fremstilling af højtydende elektroder, der anvendes i elektriske lysbueovne, hvor der kræves en meget høj grad af elektrisk, mekanisk og termisk bæreevne. Petroleumkoks produceres næsten udelukkende ved den forsinkede koksningsproces, som er en mild, langsom forkulningsproces af råoliedestillationsrester.
Nålekoks er den almindeligt anvendte betegnelse for en særlig type koks med ekstremt høj grafitiserbarhed som følge af en stærk foretrukken parallel orientering af dens turbostratiske lagstruktur og en bestemt fysisk form af kornene.
Bindemidler (ca. 20-25% indhold)
Kultjærebeg
Bindemidler bruges til at agglomerere de faste partikler til hinanden. Deres høje befugtningsevne omdanner således blandingen til en plastisk tilstand til efterfølgende støbning eller ekstrudering.
Kultjærebeg er en organisk forbindelse og har en distinkt aromatisk struktur. På grund af dens høje andel af substituerede og kondenserede benzenringe har den allerede den tydeligt præformede hexagonale gitterstruktur af grafit, hvilket letter dannelsen af velordnede grafitiske domæner under grafitisering. Beg viser sig at være det mest fordelagtige bindemiddel. Det er destillationsresten fra kultjære.
2. BLANDING OG EKSTRUDERING
Den malede koks blandes med kultjærebeg og nogle tilsætningsstoffer for at danne en ensartet pasta. Denne føres ind i ekstruderingscylinderen. I et første trin skal luften fjernes ved forpresning. Derefter følger selve ekstruderingstrinnet, hvor blandingen ekstruderes for at danne en elektrode med den ønskede diameter og længde. For at muliggøre blandingen og især ekstruderingsprocessen (se billedet til højre) skal blandingen være viskøs. Dette opnås ved at holde den ved en forhøjet temperatur på ca. 120 °C (afhængigt af begen) under hele den grønne produktionsprocessen. Denne grundlæggende form med cylindrisk form er kendt som "grøn elektrode".
3. BAGNING
To typer bageovne er i brug:
Her placeres de ekstruderede stænger i cylindriske rustfri stålbeholdere (saggers). For at undgå deformation af elektroderne under opvarmningsprocessen fyldes saggers også med et beskyttende lag af sand. Saggers læsses på jernbaneperroner (vognbunde) og valses ind i naturgasfyrede ovne.
Ringovn
Her placeres elektroderne i et skjult stenhulrum i bunden af produktionshallen. Dette hulrum er en del af et ringsystem med mere end 10 kamre. Kamrene er forbundet med hinanden via et varmluftcirkulationssystem for at spare energi. Hulrummene mellem elektroderne er også fyldt med sand for at undgå deformation. Under bagningsprocessen, hvor begen forkulles, skal temperaturen kontrolleres omhyggeligt, fordi en hurtig gasopbygning ved temperaturer op til 800°C kan forårsage revnedannelse i elektroden.
I denne fase har elektroderne en densitet på omkring 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPRÆGNERING
De bagte elektroder er imprægneret med en speciel beg (flydende beg ved 200 °C) for at give dem den højere densitet, mekaniske styrke og elektriske ledningsevne, de skal bruge for at modstå de barske driftsforhold inde i ovnene.
5. GENBAGNING
En anden bagecyklus, eller "genbagning", er nødvendig for at karbonisere begimprægneringen og fjerne eventuelle resterende flygtige stoffer. Genbagningstemperaturen når næsten 750 °C. I denne fase kan elektroderne nå en densitet på omkring 1,67-1,74 kg/dm3.
6. GRAFITERING
Acheson-ovnen
Det sidste trin i grafitfremstilling er en omdannelse af bagt kulstof til grafit, kaldet grafitisering. Under grafitiseringsprocessen omdannes det mere eller mindre præordnede kulstof (turbostratisk kulstof) til en tredimensionelt ordnet grafitstruktur.
Elektroderne pakkes i elektriske ovne omgivet af kulstofpartikler for at danne en fast masse. En elektrisk strøm ledes gennem ovnen, hvilket hæver temperaturen til cirka 3000 °C. Denne proces opnås normalt ved hjælp af enten en ACHESON-OVN eller en LÆNGDEOVN (LWG).
Med Acheson-ovnen grafitiseres elektroderne ved hjælp af en batchproces, mens hele kolonnen i en LWG-ovn grafitiseres på samme tid.
7. BEARBEJDNING
Grafitelektroderne (efter afkøling) bearbejdes til nøjagtige dimensioner og tolerancer. Denne fase kan også omfatte bearbejdning og montering af elektrodernes ender (fatninger) med et gevindskåret grafitstift (nippel) samlingssystem.
Opslagstidspunkt: 8. april 2021