1. MATÉRIAS-PRIMAS
Coca-Cola (aproximadamente 75-80% de conteúdo)
Coca-Cola de Petróleo
O coque de petróleo é a matéria-prima mais importante e é formado em uma ampla gama de estruturas, desde o coque agulha altamente anisotrópico até o coque fluido quase isotrópico. O coque agulha altamente anisotrópico, devido à sua estrutura, é indispensável para a fabricação de eletrodos de alto desempenho utilizados em fornos elétricos a arco, onde é necessária uma altíssima capacidade de carga elétrica, mecânica e térmica. O coque de petróleo é produzido quase exclusivamente pelo processo de coqueamento retardado, que é um procedimento de carbonização lenta e suave de resíduos da destilação de petróleo bruto.
Coque em forma de agulha é o termo comumente usado para um tipo especial de coque com altíssima grafitizabilidade resultante de uma forte orientação paralela preferencial de sua estrutura de camada turboestrática e de um formato físico particular dos grãos.
Aglutinantes (aproximadamente 20-25% de conteúdo)
piche de alcatrão de hulha
Agentes aglutinantes são usados para aglomerar as partículas sólidas entre si. Sua alta capacidade de molhagem transforma a mistura em um estado plástico para posterior moldagem ou extrusão.
O piche de alcatrão de hulha é um composto orgânico com uma estrutura aromática distinta. Devido à sua alta proporção de anéis de benzeno substituídos e condensados, ele já apresenta a estrutura de rede hexagonal distintamente pré-formada da grafita, facilitando assim a formação de domínios grafíticos bem ordenados durante a grafitização. O piche demonstra ser o ligante mais vantajoso. É o resíduo da destilação do alcatrão de hulha.
2. MISTURA E EXTRUSÃO
O coque moído é misturado com piche de alcatrão de hulha e alguns aditivos para formar uma pasta uniforme. Esta é levada para o cilindro de extrusão. Numa primeira etapa, o ar tem de ser removido por pré-prensagem. Em seguida, segue-se a etapa de extrusão propriamente dita, onde a mistura é extrudada para formar um eletrodo com o diâmetro e comprimento desejados. Para permitir a mistura e, especialmente, o processo de extrusão (ver imagem à direita), a mistura tem de ser viscosa. Isto é conseguido mantendo-a a uma temperatura elevada de aproximadamente 120 °C (dependendo do piche) durante todo o processo de produção a verde. Esta forma básica com formato cilíndrico é conhecida como "eletrodo verde".
3. ASSAR
Existem dois tipos de fornos de cozimento em uso:
Aqui, as barras extrudadas são colocadas em recipientes cilíndricos de aço inoxidável (saggers). Para evitar a deformação dos eletrodos durante o processo de aquecimento, os saggers também são preenchidos com uma camada protetora de areia. Os saggers são carregados em plataformas de vagões (fundos de vagões) e laminados em fornos a gás natural.
Forno de anel
Aqui, os eletrodos são colocados em uma cavidade de pedra no fundo do galpão de produção. Essa cavidade faz parte de um sistema circular com mais de 10 câmaras. As câmaras são conectadas entre si por um sistema de circulação de ar quente para economizar energia. Os espaços vazios entre os eletrodos também são preenchidos com areia para evitar deformações. Durante o processo de cozimento, onde o piche é carbonizado, a temperatura precisa ser controlada cuidadosamente, pois em temperaturas de até 800 °C, o rápido acúmulo de gás pode causar rachaduras no eletrodo.
Nesta fase os eletrodos têm uma densidade em torno de 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNAÇÃO
Os eletrodos cozidos são impregnados com um piche especial (piche líquido a 200 °C) para lhes dar maior densidade, resistência mecânica e condutividade elétrica necessárias para suportar as severas condições operacionais dentro dos fornos.
5. REASSAR
Um segundo ciclo de cozimento, ou "rebake", é necessário para carbonizar a impregnação de piche e remover quaisquer voláteis restantes. A temperatura de rebake atinge quase 750 °C. Nesta fase, os eletrodos podem atingir densidades em torno de 1,67 a 1,74 kg/dm³.
6. GRAFITIZAÇÃO
Fornalha Acheson
A etapa final na fabricação de grafite é a conversão do carbono cozido em grafite, chamada grafitização. Durante o processo de grafitização, o carbono mais ou menos pré-ordenado (carbono turboestrático) é convertido em uma estrutura de grafite tridimensionalmente ordenada.
Os eletrodos são acondicionados em fornos elétricos envoltos por partículas de carbono para formar uma massa sólida. Uma corrente elétrica passa pelo forno, elevando a temperatura para aproximadamente 3000 °C. Esse processo geralmente é realizado utilizando um FORNO ACHESON ou um FORNO LONGITUDINAL (LWG).
No forno Acheson, os eletrodos são grafitados usando um processo em lote, enquanto em um forno LWG, toda a coluna é grafitada ao mesmo tempo.
7. USINAGEM
Os eletrodos de grafite (após o resfriamento) são usinados com dimensões e tolerâncias exatas. Esta etapa também pode incluir a usinagem e o encaixe das extremidades (soquetes) dos eletrodos com um sistema de união por pino de grafite roscado (niple).
Horário da publicação: 08/04/2021