1. NGUYÊN LIỆU THÔ
Coca-Cola (chiếm khoảng 75-80% thành phần)
Than cốc dầu mỏ
Than cốc dầu mỏ là nguyên liệu thô quan trọng nhất, và nó được hình thành với nhiều cấu trúc khác nhau, từ than cốc hình kim có tính dị hướng cao đến than cốc lỏng gần như đẳng hướng. Than cốc hình kim có tính dị hướng cao, do cấu trúc của nó, là không thể thiếu để sản xuất các điện cực hiệu suất cao được sử dụng trong lò hồ quang điện, nơi đòi hỏi khả năng chịu tải điện, cơ học và nhiệt rất cao. Than cốc dầu mỏ hầu như chỉ được sản xuất bằng quy trình luyện cốc chậm, là một quy trình cacbon hóa chậm nhẹ nhàng đối với cặn chưng cất dầu thô.
Than cốc dạng kim là thuật ngữ thường được sử dụng cho một loại than cốc đặc biệt có khả năng graphit hóa cực cao do cấu trúc lớp turbostratic của nó có định hướng song song ưu tiên mạnh mẽ và hình dạng vật lý đặc biệt của các hạt.
Chất kết dính (chiếm khoảng 20-25% nội dung)
Nhựa than đá
Chất kết dính được sử dụng để liên kết các hạt rắn với nhau. Khả năng thấm ướt cao của chúng giúp chuyển hỗn hợp sang trạng thái dẻo để chuẩn bị cho quá trình đúc hoặc ép đùn tiếp theo.
Nhựa than đá là một hợp chất hữu cơ có cấu trúc thơm đặc trưng. Do tỷ lệ vòng benzen thế và ngưng tụ cao, nó đã có sẵn cấu trúc mạng tinh thể lục giác đặc trưng của than chì, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các vùng graphit có trật tự tốt trong quá trình graphit hóa. Nhựa than đá được chứng minh là chất kết dính có nhiều ưu điểm nhất. Nó là phần cặn còn lại sau quá trình chưng cất nhựa than đá.
2. TRỘN VÀ ÉP ĐÙN
Than cốc nghiền được trộn với nhựa than đá và một số chất phụ gia để tạo thành một hỗn hợp sệt đồng nhất. Hỗn hợp này được đưa vào xi lanh ép đùn. Bước đầu tiên, không khí phải được loại bỏ bằng cách ép sơ bộ. Sau đó là bước ép đùn thực tế, trong đó hỗn hợp được ép đùn để tạo thành điện cực có đường kính và chiều dài mong muốn. Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trộn và đặc biệt là quá trình ép đùn (xem hình bên phải), hỗn hợp phải có độ nhớt cao. Điều này đạt được bằng cách giữ hỗn hợp ở nhiệt độ cao khoảng 120°C (tùy thuộc vào loại nhựa than đá) trong suốt quá trình sản xuất thô. Hình dạng cơ bản có hình trụ này được gọi là "điện cực thô".
3. LÀM BÁNH
Có hai loại lò nướng đang được sử dụng:
Tại đây, các thanh nhôm đùn được đặt trong các thùng hình trụ bằng thép không gỉ (ống nung). Để tránh biến dạng các điện cực trong quá trình nung, các ống nung cũng được phủ một lớp cát bảo vệ. Các ống nung được chất lên các bệ toa xe (đáy toa xe) và lăn vào các lò nung đốt bằng khí tự nhiên.
Lò nung vòng
Tại đây, các điện cực được đặt trong một khoang đá kín ở đáy nhà xưởng 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 đến 800°C, sự tích tụ khí nhanh chóng có thể gây nứt điện cực.
Ở giai đoạn này, điện cực có mật độ khoảng 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. THỤ THAI
Các điện cực đã nung được tẩm một loại nhựa đặc biệt (nhựa lỏng ở 200°C) để tăng mật độ, độ bền cơ học và độ dẫn điện cần thiết, giúp chúng chịu được các điều kiện hoạt động khắc nghiệt bên trong lò nung.
5. NƯỚNG LẠI
Cần thực hiện chu kỳ nung thứ hai, hay còn gọi là "nung lại", để cacbon hóa lớp nhựa tẩm và loại bỏ bất kỳ chất dễ bay hơi nào còn sót lại. Nhiệt độ nung lại có thể đạt gần 750°C. Trong giai đoạn này, điện cực có thể đạt mật độ khoảng 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. ĐỒ HỌA
Lò nung Acheson
Bước cuối cùng trong sản xuất than chì là chuyển đổi cacbon đã nung thành than chì, gọi là quá trình graphit hóa. Trong quá trình graphit hóa, cacbon có cấu trúc sắp xếp ít nhiều theo thứ tự (cacbon turbostratic) được chuyển đổi thành cấu trúc than chì có trật tự ba chiều.
Các điện cực được đóng gói trong lò điện, bao quanh bởi các hạt carbon để tạo thành một khối rắn. Dòng điện được truyền qua lò, làm tăng nhiệt độ lên khoảng 3000°C. Quá trình này thường được thực hiện bằng cách sử dụng lò Acheson hoặc lò dọc (LWG).
Với lò Acheson, các điện cực được graphit hóa bằng quy trình theo mẻ, trong khi ở lò LWG, toàn bộ cột được graphit hóa cùng một lúc.
7. GIA CÔNG CƠ KHÍ
Các điện cực than chì (sau khi làm nguội) được gia công với 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 với hệ thống nối bằng chốt than chì có ren (núm nối).
Thời gian đăng bài: 08/04/2021