Electrodum graphitum est materia graphita conductiva, temperaturae altae resistens, producta ex subigendo petroleo, coque aciculari ut aggregato, et bitumine carbonis ut glutino, quae per seriem processuum ut subigendo, formando, torrefaciendo, impregnando, graphitando, et tractando mechanico.
Electrodum graphitae est materia conductiva temperaturae altae magni momenti ad chalybem electricum faciendum. Electrodum graphitae ad energiam electricam in fornacem electricam immittendam adhibetur, et temperatura alta ab arcu inter finem electrodi et sarcinam generata ut fons caloris ad sarcinam liquefaciendam ad chalybem faciendum adhibetur. Aliae fornaces metallicae quae materias ut phosphorum flavum, silicium industriale, et abrasiva confundunt etiam electrodos graphitae ut materias conductivas utuntur. Proprietates physicae et chemicae excellentes et speciales electrodorum graphitae etiam late in aliis sectoribus industrialibus adhibentur.
Materiae primae ad electrodos graphitos producendos sunt coque petrolei, coque acicularis, et pix carbonis.
Coca petrolei est productum solidum inflammabile, quod ex residuis carbonis coquendis et picis petrolei obtinetur. Color eius niger et porosus est, elementum principale est carbonium, et cineris contentum valde parvum est, plerumque infra 0.5%. Coca petrolei ad classem carbonis facile graphitabilis pertinet. Coca petrolei usus latos in industriis chemicis et metallurgicis habet. Materia prima principalis est ad producenda producta graphita artificialia et producta carbonis ad aluminium electrolyticum.
Coca petrolei in duas species dividi potest: cocam crudam et cocam calcinatam, secundum temperaturam tractationis caloris. Prior coca petrolei, per coctionem tardam obtenta, magnam quantitatem materiarum volatilium continet, et robur mechanicum humile est. Coca calcinata per calcinationem cocae crudae obtinetur. Pleraeque officinae refinariae in Sinis solum cocam producunt, et operationes calcinationis plerumque in fabricis carbonis peraguntur.
Coca petrolei in cocam sulphure altam (plus quam 1.5% sulphuris continentem), cocam sulphure mediam (0.5%-1.5% sulphuris continentem), et cocam sulphure humilis (minus quam 0.5% sulphuris continentem) dividi potest. Productio electrodorum graphitarum aliorumque productorum graphitarum artificialium plerumque utens coca sulphure humili producitur.
Coca acicularis est genus cocae altae qualitatis cum textura fibrosa manifesta, coefficiente expansionis thermalis infimo et facili graphitatione. Cum coca frangitur, in tenues fascias secundum texturam dividi potest (proportio dimensionum plerumque supra 1.75 est). Structura fibrosa anisotropica sub microscopio polarizante observari potest, et ideo coca acicularis appellatur.
Anisotropia proprietatum physico-mechanicarum coci acusformis valde manifesta est. Bona conductivitate electrica et thermali, parallela directioni axis longi particulae, praedita est, et coefficiens expansionis thermalis humilis est. In formatione extrusionis, axis longi plerarumque particularum in directione extrusionis collocatur. Ergo, cocus acusformis materia prima primaria est ad electrodos graphiti magnae potentiae vel ultra-altae potentiae fabricandos. Electrodus graphiti productus resistentiam humilem, coefficiens expansionis thermalis parvus, et bonam resistentiam ictui thermali habet.
Coca acusformis dividitur in cocam acusformem oleosam ex residuis petrolei productam et cocam acusformem carbonis fundatam ex materiis crudis pice carbonis purificatae productam.
Pix carbonis unum e praecipuis productis profundae elaborationis picis carbonis est. Est mixtura variorum hydrocarbonum, nigra alta temperatura, semisolida vel solida alta temperatura, nullo puncto liquefactionis fixo, post calefactionem mollita, deinde liquefacta, densitate 1.25-1.35 g/cm3. Secundum punctum mollitionis, dividitur in bitumen temperaturae humilis, temperaturae mediae et temperaturae altae. Reditus bituminis temperaturae mediae est 54-56% picis carbonis. Compositio picis carbonis valde intricata est, quae cum proprietatibus picis carbonis et contento heteroatomorum coniungitur, et etiam a systemate processus coquendi et condicionibus elaborationis picis carbonis afficitur. Multae sunt indices ad picem picis carbonis describendam, ut punctum mollitionis bituminis, insolubilia tolueni (TI), insolubilia quinolini (QI), valores coquendi, et rheologia picis carbonis.
Pix carbonis ut glutinum et materia impregnans in industria carbonis adhibetur, cuius efficacia magnum momentum in processu productionis et qualitate productorum carbonis habet. Ligans bitumen plerumque utitur bitumine temperaturae mediae vel temperaturae mediae modificato, puncto mollitionis moderato, valore coquendi alto, et resina β alta. Materiam impregnans est bitumine temperaturae mediae, puncto mollitionis humili, QI humili, et proprietatibus rheologicis bonis praedito.
Imago sequens processum productionis electrodi graphiti in societate carbonis ostendit.
Calcinatio: Materia cruda carbonea alta temperatura calore tractatur ut umor et materia volatilia in ea contenta exsolvantur, et processus productionis qui emendationi efficaciae coquendi originalis respondet calcinatio appellatur. Generaliter, materia cruda carbonea gas et materiae volatiles suas ut fontem caloris calcinatur, et temperatura maxima est 1250-1350°C.
Calcinatio mutationes profundas in structura et proprietatibus physico-chemicis materiarum crudarum carbonearum efficit, praesertim in densitate, robore mechanico et conductivitate electrica coci augendis, stabilitate chemica et resistentia oxidationis coci augendis, fundamentumque pro processu subsequenti iaciendo.
Apparatus calcinationis praecipue includit calcinatorem cisternae, furnum rotatorium, et calcinatorem electricum. Index qualitatis calcinationis est ut vera densitas coci petrolei non sit minor quam 2.07g/cm3, resistentia non sit maior quam 550μΩ.m, vera densitas coci acicularis non sit minor quam 2.12g/cm3, et resistentia non sit maior quam 500μΩ.m.
Materiae rudis tritura et ingredientia
Ante concoctionem, coque petrolei calcinatum et coque aciculatum in massa contundi, tereri, et cribrari debent.
Tritura media plerumque perficitur apparatu triturae circiter 50 mm per contundentem maxillae, contundentem malleorum, contundentem cylindrorum et similia ad ulterius contundendum materiam magnitudinis 0.5-20 mm necessariam ad congestionem.
Molitio est processus molendi materiam carboneam in particulam pulverulentam parvam 0.15 mm vel minus et magnitudinem particularum 0.075 mm vel minus per molendinum anularium suspensionis (mola Raymond), molendinum globosum, vel simile.
Cribratio est processus quo ampla materiarum varietas post contundentiam in plures magnitudinum particularum series dividitur, angusto intervallo magnitudinum, per seriem cribrorum cum aperturis uniformibus. Productio electrodorum hodierna plerumque requirit 4-5 granula et 1-2 pulveris genera.
Ingredientia sunt processus productionis ad varia aggregata aggregatorum et pulverum et glutinum calculanda, ponderanda et concentranda secundum requisita formulationis. Aptitudo scientifica formulationis et stabilitas operationis mixturae inter factores maximi momenti sunt qui indicem qualitatis et efficaciam producti afficiunt.
Formula quinque aspectus determinare debet:
1Genus materiae rudis elige;
2 proportionem diversorum generum materiarum rudis determinare;
3 determinando compositionem magnitudinis particularum materiae rudis solidae;
4 quantitatem glutinis determina;
5 Genus et quantitatem additivorum determina.
Subigratio: Granula et pulveres carbonacei variarum magnitudinum particularum cum certa quantitate glutinosorum ad certam temperaturam miscendo et quantificando, et pastam plasticitatis subigendo in processum qui subigratio appellatur.
Processus subigendi: miscendo sicco (20-35 min) miscendo humido (40-55 min)
Munus subigendi:
1 Cum siccum miscetur, variae materiae primae uniformiter permiscentur, et materiae solidae carboneae variarum magnitudinum particularum uniformiter miscentur et implentur ut compactio mixturae augeatur;
2 Post additionem picis carbonis, materia sicca et bitumen aequaliter miscentur. Asphaltum liquidum aequaliter superficiem granulorum tegit et madefacit, stratum bituminosum cohaerentem formans, et omnes materiae inter se cohaerent, linimentum plasticum homogeneum formantes. Formationi aptum;
Tres partes picis carbonis in spatium interius materiae carboneae penetrant, densitatem et cohaerentiam pastae ulterius augentes.
Formatio: Formatio materiae carbonis ad processum refertur quo pasta carbonis subacta plastica deformatur sub vi externa ab instrumento formationis adhibita, ut tandem corpus viride (vel productum crudum) formam, magnitudinem, densitatem et firmitatem certam habeat.
Genera fingendi, instrumentorum et productorum:
Methodus fingendi
Instrumenta communia
producta principalia
Formatio
Prelum hydraulicum verticale
Carbo electricus, graphitus structurae tenuis inferioris gradus
Comprime
Extrusor hydraulicus horizontalis
Extrusor cochleae
Electrodum graphitum, electrodum quadratum
Formatio vibrationis
Machina vibratoria formandi
Lateres carbonis aluminii, lateres carbonis fornacis
Pressio isostatica
Machina formandi isostatica
Graphita isotropica, graphita anisotropica
Operatio compressionis
1 materia frigida: materia refrigerans disci, materia refrigerans cylindri, materiae refrigerantes miscendo et subigendo, etc.
Volatiles exonera, ad temperaturam idoneam (90-120°C) reduce ut adhaesio augeatur, ita ut crassitudo pastae uniformis sit per 20-30 min.
2 Onus: prelum elevatorium deflectoris —– 2-3 vicibus secans —- 4-10MPa compactio
3 prae-pressio: pressio 20-25MPa, tempus 3-5min, dum vacuum spiratur
4 extrusio: preme deflectorem — extrusio 5-15MPa — seca — in alveum refrigeratorium
Parametri technici extrusionis: proportio compressionis, temperatura camerae preli et fistulae, temperatura refrigerationis, tempus pressionis prae-onerationis, pressio extrusionis, celeritas extrusionis, temperatura aquae refrigerationis
Inspectio corporis viridis: densitas massae, aspectus percutiendi, analysis
Calcinatio: Est processus quo corpus viride producti carbonis in furno calefactionis specialiter designato sub protectione impletur, ut curatio caloris altae temperaturae perficiatur ad picem carbonis in corpore viridi carbonizandam. Coke bituminis, post carbonisationem bituminis carbonis formatum, aggregatum carbonicum et particulas pulveris simul solidificat, et productum carbonis calcinatum magnam firmitatem mechanicam, humilem resistentiam electricam, bonam stabilitatem thermalem et stabilitatem chemicam habet.
Calcinatio est unus e processibus principalibus in productione productorum carbonis, et etiam pars magni momenti trium principalium processuum curationis caloris in productione electrodi graphiti. Cyclus productionis calcinationis longus est (22-30 dies pro coquendo, 5-20 dies pro furnis pro 2 coquendo), et maior consumptio energiae. Qualitas torrefactionis viridis vim habet in qualitatem producti finiti et sumptum productionis.
Pix carbonis viridis in corpore viridi per coctionem coquitur, et circiter 10% materiae volatilis exoneratur, et volumen per contractionem 2-3% producitur, et iactura massae est 8-10%. Proprietates physicae et chemicae lingotis carbonis etiam significanter mutatae sunt. Porositas ab 1.70 g/cm³ ad 1.60 g/cm³ decrevit et resistivitas ab 10000 μΩ·m ad 40-50 μΩ·m propter augmentum porositatis decrevit. Robur mechanicum lingotis calcinati etiam magnum erat. Ad emendationem.
Coctio secundaria est processus in quo productum calcinatum immergitur et deinde calcinatur ut pix in poris producti calcinati immersa carbonizetur. Electroda quae densitatem maiorem requirunt (omnes varietates praeter RP) et iuncturae edulia bicoquenda sunt, et iuncturae edulia etiam coctioni tri-immersioni quattuor vel du-immersioni tri-immersioni subiciuntur.
Genus fornacis principalis torrendi:
Operatio continua — fornax anularis (cum operculo, sine operculo), fornax cunicularis
Operatio intermittens — fornax inversa, torrefactor sub pavimento, torrefactor arcae
Curva calcinationis et temperatura maxima:
Torrefactio semel facta — horae 320, 360, 422, 480, 1250°C
Torrefactio secundaria — horae 125, 240, 280, 700-800°C
Inspectio productorum coctorum: aspectus percussionis, resistentia electrica, densitas massae, vis compressiva, analysis structurae internae
Impregnatio est processus quo materia carbonica in vas pressorium ponitur et pix impregnans liquida in poros electrodi producti sub certis condicionibus temperaturae et pressionis immergitur. Propositum est porositatem producti reducere, densitatem massae et robur mechanicum producti augere, et conductivitatem electricam et thermalem producti emendare.
Processus impregnationis et parametri technici conexi sunt: torrefactio lignorum – purgatio superficiei – praecalefactio (260-380°C, 6-10 horae) – oneratio cisternae impregnationis – vacuum purgatio (8-9KPa, 40-50min) – iniectio bituminis (180-200°C) – pressurizatio (1.2-1.5 MPa, 3-4 horae) – reditus ad bitumen – refrigeratio (intra vel extra cisternam)
Inspectio productorum impregnatorum: proportio augmenti ponderis impregnationis G = (W2-W1) / W1 × 100%
Ratio augmenti ponderis unius inmersionis ≥14%
Incrementum ponderis producti secundarii impregnati ≥ 9%
Trium productorum intingendorum augmentum ponderis ≥ 5%
Graphitisatio ad processum tractationis caloris altae temperaturae refertur, in quo productum carbonis ad temperaturam 2300°C vel plus in medio protectivo intra furnum electricum altae temperaturae calefacitur, ut structura carbonis stratificata amorpha in structuram crystallinam graphiti tridimensionalem ordinatam convertatur.
Propositum et effectus graphitizationis:
1 conductivitatem et conductivitatem thermalem materiae carbonis augere (resistivitas quater vel quinquies minuitur, et conductivitas thermalis decies circiter augetur);
2 resistentiam contra impetum thermalem et stabilitatem chemicam materiae carbonis augere (coefficiens expansionis linearis 50-80% reductus);
3 ad faciendam materiam carbonis lubricitatem et resistentiam abrasionis;
4 Impuritates exhauri, puritatem materiae carbonis auge (cineris contentum producti a 0.5-0.8% ad circiter 0.3% reducitur).
Efficacia processus graphitizationis:
Graphitizatio materiae carbonicae alta temperatura 2300-3000°C perficitur, itaque sola calefactione electrica in industria effici potest, id est, currente electrico directe per productum calcinatum calefactum transit, et productum calcinatum in fornacem immissum a currente electrico alta temperatura generatur. Conductor iterum est res quae ad altam temperaturam calefacta est.
Inter fornaces quae nunc late adhibentur sunt fornaces Acheson graphitationis et fornaces cascadae caloris interni (LWG). Priores magnum fluxum, magnam differentiam temperaturae, et magnum consumptionem potentiae habent. Posteriores breve tempus calefactionis, parvum consumptionem potentiae, uniformem resistentiam electricam habent, et ad aptationem non aptae sunt.
Processus graphitizationis moderatur per mensuram curvae potentiae electricae quae apta est condicioni elevationis temperaturae. Tempus alimentationis potentiae est horae 50-80 pro camino Acheson et horae 9-15 pro camino LWG.
Consumptio energiae graphitizationis ingens est, plerumque 3200-4800 kWh, et sumptus processus circiter 20-35% totius sumptus productionis constituit.
Inspectio productorum graphitatorum: percussio aspectus, probatio resistivitatis
Machinatio: Propositum machinationis mechanicae materiarum carbonis graphitae est magnitudinem, formam, praecisionem, etc. requisitam assequi per secando ut corpus electrodi et iuncturae secundum usus requisita fiant.
Processus electrodi graphiti in duos processus independentes dividitur: corpus electrodi et articulationem.
Processus corporis tres gradus comprehendit: perforationem et asperitatem superficiei extremae planae, circulum externum et superficiem extremam planam, et fresaturam fili. Processus iuncturae conicae in sex processus dividi potest: sectionem, superficiem extremam planam, superficiem coni currus, fresationem fili, perforationem clavorum, et caesuram.
Nexus iuncturarum electrodorum: nexus iuncturae conicae (tres fibulae et una fibula), nexus iuncturae cylindricae, nexus protuberans (nexus masculus et femina)
Moderatio accuratae machinationis: deviatio conicitàe fileti, passus fileti, deviatio magni diametri articulationis (foraminis), coaxialitas foraminis articulationis, verticalitas foraminis articulationis, planitas superficiei extremae electrodi, deviatio quattuor punctorum articulationis. Inspiciatur cum mensuris anularibus specialibus et mensuris laminaribus.
Inspectio electrodorum perfectorum: accuratio, pondus, longitudo, diameter, densitas massae, resistiva, tolerantia ante compositionem, etc.
Tempus publicationis: Oct-31-2019