1. MATÉRIA-PRIMA
Coca-Cola (aproximadamente 75-80% em conteúdo)
coque de petróleo
O coque de petróleo é a matéria-prima mais importante e é formado em uma ampla gama de estruturas, desde coque agulha altamente anisotrópico até 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 elevada capacidade de carga elétrica, mecânica e térmica.O coque de petróleo é quase exclusivamente produzido pelo processo de coqueamento retardado, que é um procedimento de carbonização lenta e suave dos resíduos da destilação do petróleo bruto.
Coque agulha é o termo comumente usado para um tipo especial de coque com grafitização extremamente alta resultante de uma forte orientação paralela preferencial de sua estrutura de camada turboestrática e uma forma física particular dos grãos.
Aglutinantes (aproximadamente 20-25% em conteúdo)
Piche de alcatrão de carvão
Os agentes de ligação são usados para aglomerar as partículas sólidas entre si.Sua alta capacidade de umectação transforma a mistura em um estado plástico para posterior moldagem ou extrusão.
O alcatrão de carvão é um composto orgânico e tem uma estrutura aromática distinta.Devido à sua alta proporção de anéis benzênicos substituídos e condensados, já possui a estrutura de rede hexagonal distintamente pré-formada do grafite, facilitando assim a formação de domínios grafíticos bem ordenados durante a grafitização.Pitch prova ser o aglutinante mais vantajoso.É o resíduo da destilação do alcatrão de carvão.
2. MISTURA E EXTRUSÃO
O coque moído é misturado com alcatrão de carvão e alguns aditivos para formar uma pasta uniforme.Isto é trazido para o cilindro de extrusão.Em uma primeira etapa, o ar deve ser removido por pré-prensagem.Em seguida, segue-se a etapa de extrusão real, onde a mistura é extrudada para formar um eletrodo do diâmetro e comprimento desejados.Para permitir a mistura e principalmente o processo de extrusão (veja a figura à direita) a mistura deve ser viscosa.Isto é conseguido mantendo-o a uma temperatura elevada de aprox.120°C (dependendo do campo) durante todo o processo de produção verde.Esta forma básica com formato cilíndrico é conhecida como “eletrodo verde”.
3. COZINHAR
Dois tipos de fornos de cozimento estão em uso:
Aqui as hastes 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 cobertura protetora de areia.Os saggers são carregados em plataformas de vagões (fundo de vagões) e enrolados em fornos a gás natural.
Forno de anel
Aqui os eletrodos são colocados em uma cavidade coberta de pedra no fundo da sala de produção.Esta cavidade faz parte de um sistema de anéis de mais de 10 câmaras.As câmaras são conectadas com um sistema de circulação de ar quente para economizar energia.Os vazios entre os eletrodos também são preenchidos com areia para evitar deformação.Durante o processo de cozimento, onde o piche é carbonizado, a temperatura deve ser controlada com cuidado, pois em temperaturas de até 800°C um rápido acúmulo de gás pode causar rachaduras no eletrodo.
Nesta fase os eletrodos possuem densidade em torno de 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNAÇÃO
Os eletrodos cozidos são impregnados com um passo especial (passo líquido a 200°C) para dar-lhes a maior densidade, resistência mecânica e condutividade elétrica que precisarão para suportar as severas condições de operação dentro dos fornos.
5. RE-COZIMENTO
Um segundo ciclo de cozimento, ou “recozimento”, é necessário para carbonizar a impregnação de piche e eliminar quaisquer voláteis restantes.A temperatura de recozimento chega a quase 750°C.Nesta fase os eletrodos podem atingir densidade em torno de 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITIZAÇÃO
Forno Acheson
A etapa final na fabricação de grafite é uma conversão de carbono cozido em grafite, chamado grafitização.Durante o processo de grafitização, o carbono mais ou menos pré-ordenado (carbono turbostrático) é convertido em uma estrutura de grafite tridimensionalmente ordenada.
Os eletrodos são embalados em fornos elétricos cercados por partículas de carbono para formar uma massa sólida.Uma corrente elétrica é passada através do forno, elevando a temperatura para aproximadamente 3000°C.Este processo geralmente é alcançado usando um FORNO ACHESON ou um FORNO LENGTHWISE (LWG).
Com o 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 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 de pino de grafite rosqueado (bico).
Hora da postagem: 08 de abril de 2021