1. NGUYÊN LIỆU THÔ
Coke (chiếm khoảng 75-80% hàm lượng)
Than cốc dầu mỏ
Cốc dầu mỏ là nguyên liệu thô quan trọng nhất và được hình thành trong nhiều cấu trúc khác nhau, từ cốc kim dị hướng cao đến cốc chất lỏng gần như đẳng hướng. Cốc kim dị hướng cao, do cấu trúc của nó, là vật liệu không thể thiếu để sản xuất điện cực hiệu suất cao được sử dụng trong lò hồ quang điện, nơi đòi hỏi khả năng chịu tải điện, cơ và nhiệt rất cao. Cốc dầu mỏ hầu như chỉ được sản xuất bằng quy trình cốc hóa chậm, đây là quy trình cacbon hóa chậm nhẹ của cặn chưng cất dầu thô.
Than cốc kim là thuật ngữ thường dùng để chỉ một loại than cốc đặc biệt có khả năng than hóa cực cao do có sự định hướng song song ưu tiên mạnh của cấu trúc lớp địa tầng và hình dạng vật lý đặc biệt của các hạt than cốc.
Chất kết dính (chiếm khoảng 20-25% hàm lượng)
Nhựa than đá
Chất kết dính được sử dụng để kết tụ các hạt rắn với nhau. Khả năng làm ướt cao của chúng do đó biến hỗn hợp thành trạng thái dẻo để đúc hoặc đùn tiếp theo.
Nhựa than đá là một hợp chất hữu cơ và có cấu trúc thơm riêng biệt. Do có tỷ lệ cao các vòng benzen được thay thế và ngưng tụ, nên nó đã có cấu trúc mạng lục giác được hình thành trước rõ rệt của than chì, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành các miền graphit có trật tự tốt trong quá trình graphit hóa. Nhựa than đá chứng tỏ là chất kết dính có lợi nhất. Nó là chất cặn chưng cất của nhựa than đá.
2. TRỘN VÀ ĐÙN
Than cốc nghiền được trộn với nhựa than đá và một số chất phụ gia để tạo thành hỗn hợp nhão đồng nhất. Hỗn hợp này được đưa vào xi lanh đùn. Trong bước đầu tiên, không khí phải được loại bỏ bằng cách ép trước. Sau đó, bước đùn thực tế diễn ra, trong đó hỗn hợp được đùn để tạo thành điện cực có đường kính và chiều dài mong muốn. Để có thể trộn và đặc biệt là quá trình đùn (xem hình bên phải), hỗn hợp phải có độ nhớt. Điều này đạt được bằng cách giữ hỗn hợp ở nhiệt độ cao khoảng 120°C (tùy thuộc vào nhựa than) trong toàn bộ quá trình sản xuất xanh. Dạng cơ bản này có hình trụ được gọi là "điện cực xanh".
3. NƯỚNG
Có hai loại lò nướng đang được sử dụng:
Tại đây, các thanh đùn được đặt trong các hộp thép không gỉ hình trụ (sagger). Để tránh sự biến dạng của các điện cực trong quá trình gia nhiệt, các sagger cũng được đổ đầy một lớp phủ bảo vệ bằng cát. Các sagger được chất lên các bệ toa xe (đáy toa xe) và được cán vào lò nung đốt bằng khí đốt tự nhiên.
lò nung vòng
Tại đây, các điện cực được đặt trong một khoang đá bí mật ở dưới cùng của nhà sản xuất. Khoang này là một phần của hệ thống vòng gồm hơn 10 buồng. Các buồng được kết nối với nhau bằng hệ thống tuần hoàn khí nóng để tiết kiệm năng lượng. Các khoảng trống giữa các điện cực cũng được lấp đầy bằng cát để tránh biến dạng. Trong quá trình nung, khi nhựa đường được cacbon hóa, nhiệt độ phải được kiểm soát cẩn thận vì ở nhiệt độ lên tới 800°C, khí tích tụ nhanh có thể gây nứt điện cực.
Ở pha này điện cực có mật độ khoảng 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. THỔI
Các điện cực nung được tẩm một bước đặc biệt (bước lỏng ở 200°C) để cung cấp cho chúng mật độ, độ bền cơ học và độ dẫn điện cao hơn mà chúng cần để chịu được các điều kiện vận hành khắc nghiệt bên trong lò.
5. NƯỚNG LẠI
Chu kỳ nướng thứ hai, hay còn gọi là “nướng lại”, là cần thiết để cacbon hóa quá trình tẩm nhựa đường và loại bỏ bất kỳ chất dễ bay hơi nào còn sót lại. Nhiệt độ nướng lại đạt gần 750°C. Trong giai đoạn này, điện cực có thể đạt mật độ khoảng 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. THAN HÓA
Lò Acheson
Bước cuối cùng trong quá trình sản xuất than chì là chuyển đổi cacbon nung thành than chì, được gọi là quá trình than hóa. Trong quá trình than hóa, cacbon có trật tự trước ít nhiều (cacbon turbostratic) được chuyển đổi thành cấu trúc than chì có trật tự ba chiều.
Các điện cực được đóng gói trong lò điện được bao quanh bởi các hạt carbon để tạo thành một khối rắn. Một dòng điện chạy qua lò, nâng nhiệt độ lên khoảng 3000°C. Quá trình này thường đạt được bằng cách sử dụng LÒ ACHESON hoặc LÒ DÀI (LWG).
Với lò Acheson, các điện cực được than hóa bằng quy trình theo mẻ, trong khi ở lò LWG, toàn bộ cột được than hóa cùng một lúc.
7. GIA CÔNG
Điện cực graphite (sau khi làm mát) được gia công theo kích thước và dung sai chính xác. Giai đoạn này cũng có thể bao gồm gia công và lắp các đầu (ổ cắm) của điện cực bằng hệ thống nối chốt graphite (ống nối) có ren.
Thời gian đăng: 08-04-2021