กระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์

อิเล็กโทรดกราไฟต์เป็นวัสดุตัวนำกราไฟต์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง ผลิตจากปิโตรเลียมบดละเอียด ถ่านโค้กเป็นส่วนประกอบ และถ่านหินบิทูเมนเป็นสารยึดเกาะ โดยผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การนวด การขึ้นรูป การเผา การอัด การกราไฟต์ และการแปรรูปทางกล

ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์เป็นวัสดุตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูงที่สำคัญสำหรับการผลิตเหล็กด้วยไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ใช้ในการป้อนพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่เตาไฟฟ้า และอุณหภูมิสูงที่เกิดจากประกายไฟระหว่างปลายขั้วไฟฟ้ากับวัสดุที่ใช้หลอม จะถูกใช้เป็นแหล่งความร้อนในการหลอมวัสดุเพื่อใช้ในการผลิตเหล็ก เตาหลอมแร่ชนิดอื่นๆ ที่ใช้หลอมวัสดุต่างๆ เช่น ฟอสฟอรัสเหลือง ซิลิคอนอุตสาหกรรม และสารขัดถู ก็ใช้ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์เป็นวัสดุตัวนำไฟฟ้าเช่นกัน คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยมและพิเศษของขั้วไฟฟ้ากราไฟต์ทำให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ ด้วย
วัตถุดิบสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ ได้แก่ ปิโตรเลียมโค้ก นีเดิลโค้ก และน้ำมันดินจากถ่านหิน

ปิโตรเลียมโค้กเป็นผลิตภัณฑ์ของแข็งไวไฟที่ได้จากการนำกากถ่านหินโค้กและน้ำมันดินปิโตรเลียมมาแปรรูป มีสีดำและมีรูพรุน องค์ประกอบหลักคือคาร์บอน และมีปริมาณเถ้าต่ำมาก โดยทั่วไปต่ำกว่า 0.5% ปิโตรเลียมโค้กจัดอยู่ในกลุ่มคาร์บอนที่สามารถเปลี่ยนเป็นกราไฟต์ได้ง่าย ปิโตรเลียมโค้กมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเคมีและโลหะวิทยา เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตผลิตภัณฑ์กราไฟต์สังเคราะห์และผลิตภัณฑ์คาร์บอนสำหรับอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลซิส

ปิโตรเลียมโค้กสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ โค้กดิบและโค้กเผา ตามอุณหภูมิการอบชุบความร้อน โค้กดิบที่ได้จากกระบวนการโค้กกิ้งแบบหน่วงเวลาจะมีปริมาณสารระเหยสูง และความแข็งแรงเชิงกลต่ำ ส่วนโค้กเผาได้จากการเผาโค้กดิบ โรงกลั่นส่วนใหญ่ในประเทศจีนผลิตเฉพาะโค้ก และกระบวนการเผาส่วนใหญ่จะดำเนินการในโรงงานผลิตคาร์บอน

ถ่านโค้กปิโตรเลียมสามารถแบ่งออกเป็นถ่านโค้กกำมะสูง (มีกำมะมากกว่า 1.5%) ถ่านโค้กกำมะปานกลาง (มีกำมะ 0.5%-1.5%) และถ่านโค้กกำมะต่ำ (มีกำมะน้อยกว่า 0.5%) โดยทั่วไปแล้ว การผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์และผลิตภัณฑ์กราไฟต์สังเคราะห์อื่นๆ จะใช้ถ่านโค้กกำมะต่ำเป็นหลัก

ถ่านโค้กเข็มเป็นถ่านโค้กคุณภาพสูงชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างเป็นเส้นใยชัดเจน มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก และเกิดการกราไฟต์ได้ง่าย เมื่อถ่านโค้กแตก จะสามารถแยกออกเป็นเส้นบางๆ ตามโครงสร้าง (โดยทั่วไปอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างจะมากกว่า 1.75) สามารถสังเกตเห็นโครงสร้างเส้นใยที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบโพลาไรซ์ จึงได้ชื่อว่าถ่านโค้กเข็ม

คุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลของถ่านโค้กเข็มมีความไม่สม่ำเสมออย่างเห็นได้ชัด มันมีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีในทิศทางขนานกับแกนยาวของอนุภาค และมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ เมื่อทำการขึ้นรูปด้วยการอัดรีด แกนยาวของอนุภาคส่วนใหญ่จะเรียงตัวอยู่ในทิศทางการอัดรีด ดังนั้น ถ่านโค้กเข็มจึงเป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงหรือกำลังสูงมาก อิเล็กโทรดกราไฟต์ที่ผลิตได้มีค่าความต้านทานต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี

นีเดิลโค้กแบ่งออกเป็นนีเดิลโค้กที่ผลิตจากน้ำมัน ซึ่งได้จากกากปิโตรเลียม และนีเดิลโค้กที่ผลิตจากถ่านหิน ซึ่งได้จากวัตถุดิบถ่านหินที่ผ่านการกลั่นแล้ว

น้ำมันดินเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์หลักของการแปรรูปน้ำมันดินขั้นสูง เป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด มีสีดำที่อุณหภูมิสูง เป็นกึ่งของแข็งหรือของแข็งที่อุณหภูมิสูง ไม่มีจุดหลอมเหลวที่แน่นอน จะอ่อนตัวลงหลังจากได้รับความร้อน แล้วจึงหลอมเหลว มีความหนาแน่น 1.25-1.35 กรัม/ซม³ ตามจุดอ่อนตัว จะแบ่งออกเป็นแอสฟัลต์อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิปานกลาง และอุณหภูมิสูง ผลผลิตแอสฟัลต์อุณหภูมิปานกลางคิดเป็น 54-56% ของน้ำมันดิน องค์ประกอบของน้ำมันดินมีความซับซ้อนอย่างมาก ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของน้ำมันดินและปริมาณของอะตอมต่างชนิด และยังได้รับผลกระทบจากระบบกระบวนการโค้กกิ้งและสภาวะการแปรรูปน้ำมันดิน มีตัวชี้วัดหลายอย่างสำหรับการจำแนกลักษณะของน้ำมันดิน เช่น จุดอ่อนตัวของบิทูเมน สารที่ไม่ละลายในโทลูอีน (TI) สารที่ไม่ละลายในควินอลีน (QI) ค่าโค้กกิ้ง และคุณสมบัติทางรีโอโลยีของน้ำมันดิน

น้ำมันดินถูกนำมาใช้เป็นสารยึดเกาะและสารเคลือบในอุตสาหกรรมคาร์บอน และประสิทธิภาพของมันมีผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์คาร์บอน โดยทั่วไปแล้วแอสฟัลต์ที่ใช้เป็นสารยึดเกาะจะใช้แอสฟัลต์อุณหภูมิปานกลางหรือแอสฟัลต์ดัดแปลงอุณหภูมิปานกลางที่มีจุดอ่อนตัวปานกลาง ค่าการเกิดโค้กสูง และค่า β เรซินสูง ส่วนสารเคลือบจะเป็นแอสฟัลต์อุณหภูมิปานกลางที่มีจุดอ่อนตัวต่ำ ค่า QI ต่ำ และคุณสมบัติทางรีโอโลยีที่ดี

ภาพต่อไปนี้แสดงกระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ในบริษัทผลิตคาร์บอน
การเผา: วัตถุดิบที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อระบายความชื้นและสารระเหยที่อยู่ในนั้นออกไป กระบวนการผลิตที่สอดคล้องกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการปรุงอาหารเดิมเรียกว่าการเผา โดยทั่วไปแล้ว วัตถุดิบที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบจะถูกเผาโดยใช้ก๊าซและสารระเหยของตัวมันเองเป็นแหล่งความร้อน และอุณหภูมิสูงสุดอยู่ที่ 1250-1350 องศาเซลเซียส

กระบวนการเผาไหม้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในโครงสร้างและคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของวัตถุดิบที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ โดยหลักๆ คือ การปรับปรุงความหนาแน่น ความแข็งแรงเชิงกล และการนำไฟฟ้าของถ่านโค้ก รวมถึงการปรับปรุงเสถียรภาพทางเคมีและความต้านทานต่อการออกซิเดชันของถ่านโค้ก ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับกระบวนการต่อไป

อุปกรณ์การเผาหลักๆ ได้แก่ เตาเผาแบบถัง เตาเผาแบบหมุน และเตาเผาไฟฟ้า ดัชนีควบคุมคุณภาพของการเผาคือ ความหนาแน่นที่แท้จริงของปิโตรเลียมโค้กต้องไม่น้อยกว่า 2.07 กรัม/ซม³ ความต้านทานต้องไม่เกิน 550 ไมโครโอห์ม-เมตร และความหนาแน่นที่แท้จริงของนีเดิลโค้กต้องไม่น้อยกว่า 2.12 กรัม/ซม³ และความต้านทานต้องไม่เกิน 500 ไมโครโอห์ม-เมตร
การบดวัตถุดิบและส่วนผสม

ก่อนการผสม จะต้องบด โค้กปิโตรเลียมเผาและโค้กเข็มจำนวนมากให้ละเอียดและร่อนก่อน

โดยทั่วไป การบดขนาดกลางจะดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์บดที่มีขนาดประมาณ 50 มม. เช่น เครื่องบดกราม เครื่องบดค้อน เครื่องบดลูกกลิ้ง และอื่นๆ เพื่อบดวัสดุให้มีขนาด 0.5-20 มม. ตามที่ต้องการสำหรับการผสม

การบดละเอียดเป็นกระบวนการบดวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบให้เป็นผงขนาดเล็กที่มีขนาดอนุภาค 0.15 มิลลิเมตรหรือน้อยกว่า และขนาดอนุภาค 0.075 มิลลิเมตรหรือน้อยกว่า โดยใช้เครื่องบดแบบลูกกลิ้งวงแหวนแขวน (เครื่องบดเรย์มอนด์) เครื่องบดลูกบอล หรือเครื่องมือที่คล้ายกัน

การคัดกรองเป็นกระบวนการที่วัสดุหลากหลายชนิดหลังจากการบดจะถูกแบ่งออกเป็นช่วงขนาดอนุภาคหลายช่วง โดยมีช่วงขนาดที่แคบลงผ่านชุดตะแกรงที่มีช่องเปิดสม่ำเสมอ การผลิตอิเล็กโทรดในปัจจุบันมักต้องการเม็ด 4-5 เกรด และผง 1-2 เกรด

ส่วนผสม หมายถึง กระบวนการผลิตสำหรับการคำนวณ ชั่งน้ำหนัก และปรับส่วนผสมต่างๆ ทั้งหินกรวด ผง และสารยึดเกาะ ตามข้อกำหนดของสูตร ความเหมาะสมทางวิทยาศาสตร์ของสูตรและความเสถียรของกระบวนการผสมเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์

สูตรนี้จำเป็นต้องพิจารณา 5 ด้านดังนี้:
1. เลือกประเภทของวัตถุดิบ;
2. กำหนดสัดส่วนของวัตถุดิบประเภทต่างๆ
3. การกำหนดองค์ประกอบขนาดอนุภาคของวัตถุดิบแข็ง
4. กำหนดปริมาณสารยึดเกาะ;
5. กำหนดประเภทและปริมาณของสารเติมแต่ง

การนวด: การผสมและกำหนดปริมาณของเม็ดและผงคาร์บอนที่มีขนาดอนุภาคต่างๆ กัน กับสารยึดเกาะในปริมาณที่กำหนด ณ อุณหภูมิที่กำหนด และการนวดส่วนผสมที่มีความยืดหยุ่นให้เป็นเนื้อเดียวกันในกระบวนการที่เรียกว่าการนวด

ขั้นตอนการนวด: การนวดแห้ง (20-35 นาที) การนวดเปียก (40-55 นาที)

บทบาทของการนวดแป้ง:
1. เมื่อทำการผสมแบบแห้ง วัตถุดิบต่างๆ จะถูกผสมให้เข้ากันอย่างสม่ำเสมอ และวัสดุคาร์บอนที่เป็นของแข็งที่มีขนาดอนุภาคแตกต่างกันจะถูกผสมและเติมเต็มอย่างสม่ำเสมอ เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของส่วนผสม
2. หลังจากเติมน้ำมันดินแล้ว วัสดุแห้งและแอสฟัลต์จะผสมเข้ากันอย่างสม่ำเสมอ แอสฟัลต์เหลวจะเคลือบและทำให้พื้นผิวของเม็ดวัสดุเปียกอย่างสม่ำเสมอเพื่อสร้างชั้นยึดเกาะแอสฟัลต์ และวัสดุทั้งหมดจะยึดติดกันเพื่อสร้างเนื้อพลาสติกที่เป็นเนื้อเดียวกัน เอื้อต่อการขึ้นรูป
น้ำมันดินถ่านหิน 3 ส่วนแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างภายในของวัสดุคาร์บอน ทำให้ความหนาแน่นและความเหนียวแน่นของเนื้อปูนเพิ่มขึ้นอีก

การขึ้นรูป: การขึ้นรูปวัสดุคาร์บอนหมายถึงกระบวนการเปลี่ยนรูปพลาสติกของเนื้อคาร์บอนที่นวดแล้วภายใต้แรงภายนอกที่กระทำโดยอุปกรณ์ขึ้นรูป เพื่อให้ได้ชิ้นงานดิบ (หรือผลิตภัณฑ์ดิบ) ที่มีรูปร่าง ขนาด ความหนาแน่น และความแข็งแรงตามที่ต้องการ

ประเภทของแม่พิมพ์ อุปกรณ์ และผลิตภัณฑ์ที่ผลิต:
วิธีการขึ้นรูป
อุปกรณ์ทั่วไป
ผลิตภัณฑ์หลัก
การขึ้นรูป
เครื่องอัดไฮดรอลิกแนวตั้ง
คาร์บอนไฟฟ้า กราไฟต์โครงสร้างละเอียดเกรดต่ำ
บีบ
เครื่องอัดรีดไฮดรอลิกแนวนอน
เครื่องอัดรีดแบบสกรู
อิเล็กโทรดกราไฟต์ อิเล็กโทรดทรงสี่เหลี่ยม
การขึ้นรูปด้วยการสั่นสะเทือน
เครื่องขึ้นรูปด้วยการสั่นสะเทือน
อิฐคาร์บอนอะลูมิเนียม, อิฐคาร์บอนเตาหลอม
การกดแบบไอโซสแตติก
เครื่องขึ้นรูปไอโซสแตติก
กราไฟต์ไอโซโทรปิก กราไฟต์แอนไอโซโทรปิก

การดำเนินการบีบ
1. วัสดุระบายความร้อน: วัสดุระบายความร้อนแบบแผ่น วัสดุระบายความร้อนแบบทรงกระบอก วัสดุระบายความร้อนสำหรับการผสมและการนวด เป็นต้น
ระบายสารระเหยออก ลดอุณหภูมิให้เหมาะสม (90-120 °C) เพื่อเพิ่มการยึดเกาะ จนกระทั่งเนื้อปูนเกาะตัวสม่ำเสมอเป็นเวลา 20-30 นาที
2. การโหลด: แผ่นกั้นยกกด —– ตัด 2-3 ครั้ง —– การอัดแน่น 4-10 MPa
3. แรงดันเริ่มต้น: แรงดัน 20-25 MPa, เวลา 3-5 นาที, ขณะทำการดูดสุญญากาศ
4. การอัดขึ้นรูป: กดแผ่นกั้นลง — การอัดขึ้นรูป 5-15 MPa — ตัด — เข้าไปในอ่างระบายความร้อน

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของการอัดขึ้นรูป: อัตราส่วนการอัด, อุณหภูมิห้องอัดและหัวฉีด, อุณหภูมิการระบายความร้อน, เวลาการอัดแรงดันเบื้องต้น, แรงดันการอัดขึ้นรูป, ความเร็วในการอัดขึ้นรูป, อุณหภูมิน้ำหล่อเย็น

การตรวจสอบสภาพชิ้นงานดิบ: ความหนาแน่นรวม, การตรวจสอบลักษณะภายนอก, การวิเคราะห์

การเผา: เป็นกระบวนการที่นำผลิตภัณฑ์คาร์บอนดิบใส่ลงในเตาเผาที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ โดยมีวัสดุอุดป้องกัน เพื่อทำการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อเปลี่ยนน้ำมันดินถ่านหินในชิ้นงานดิบให้เป็นคาร์บอน ถ่านโค้กบิทูเมนที่เกิดขึ้นหลังจากการเปลี่ยนน้ำมันดินถ่านหินให้เป็นคาร์บอนนั้น จะเกิดจากการรวมตัวกันของอนุภาคคาร์บอนและผงต่างๆ ผลิตภัณฑ์คาร์บอนที่ผ่านการเผาจะมีคุณสมบัติเด่นคือ มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ความต้านทานไฟฟ้าต่ำ มีเสถียรภาพทางความร้อนและเสถียรภาพทางเคมีที่ดี

การเผาเป็นกระบวนการหลักอย่างหนึ่งในการผลิตผลิตภัณฑ์คาร์บอน และยังเป็นส่วนสำคัญในสามกระบวนการอบชุบความร้อนหลักในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ วงจรการผลิตโดยการเผานั้นยาวนาน (22-30 วันสำหรับการอบ และ 5-20 วันสำหรับเตาอบแบบ 2 รอบ) และใช้พลังงานสูง คุณภาพของการเผาขั้นต้นมีผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและต้นทุนการผลิต

ถ่านหินดิบในเนื้อถ่านหินดิบจะถูกเผาไหม้ระหว่างกระบวนการเผา และสารระเหยประมาณ 10% จะถูกระบายออกไป ปริมาตรลดลง 2-3% และมวลลดลง 8-10% คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของแท่งคาร์บอนก็เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเช่นกัน ความพรุนลดลงจาก 1.70 g/cm³ เหลือ 1.60 g/cm³ และความต้านทานลดลงจาก 10,000 μΩ·m เหลือ 40-50 μΩ·m เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความพรุน ความแข็งแรงเชิงกลของแท่งคาร์บอนที่ผ่านการเผาก็สูงขึ้นเช่นกัน เพื่อการปรับปรุง

การอบครั้งที่สองเป็นกระบวนการที่ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาแล้วจะถูกจุ่มและเผาอีกครั้งเพื่อทำให้คาร์บอนิลที่แทรกอยู่ในรูพรุนของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผากลายเป็นคาร์บอน อิเล็กโทรดที่ต้องการความหนาแน่นสูง (ทุกชนิดยกเว้น RP) และชิ้นงานสำหรับข้อต่อจำเป็นต้องผ่านกระบวนการอบสองครั้ง และชิ้นงานสำหรับข้อต่อยังต้องผ่านกระบวนการจุ่มสามครั้งแล้วอบสี่ครั้ง หรือจุ่มสองครั้งแล้วอบสามครั้งอีกด้วย

เตาคั่วหลัก:
การทำงานต่อเนื่อง—เตาเผาวงแหวน (มีฝาปิด ไม่มีฝาปิด) เตาเผาอุโมงค์
การทำงานแบบไม่ต่อเนื่อง—เตาอบแบบกลับทิศทาง, เตาอบใต้พื้น, เตาอบแบบกล่อง

กราฟการเผาไหม้และอุณหภูมิสูงสุด:
การคั่วครั้งเดียว—320, 360, 422, 480 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 1250 องศาเซลเซียส
การคั่วครั้งที่สอง—125, 240, 280 ชั่วโมง, 700-800 องศาเซลเซียส

การตรวจสอบผลิตภัณฑ์อบ: การเคาะตรวจสอบลักษณะภายนอก ความต้านทานไฟฟ้า ความหนาแน่น ความแข็งแรงรับแรงอัด การวิเคราะห์โครงสร้างภายใน

การอัดฉีดเป็นกระบวนการที่นำวัสดุคาร์บอนไปใส่ในภาชนะรับแรงดัน และของเหลวที่ใช้ในการอัดฉีด (น้ำมันดิน) จะถูกอัดเข้าไปในรูพรุนของผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรดภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่กำหนด จุดประสงค์คือเพื่อลดความพรุนของผลิตภัณฑ์ เพิ่มความหนาแน่นและความแข็งแรงเชิงกลของผลิตภัณฑ์ และปรับปรุงการนำไฟฟ้าและความร้อนของผลิตภัณฑ์

กระบวนการอัดฉีดและพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องมีดังนี้: การเผาแท่งโลหะ – การทำความสะอาดพื้นผิว – การอุ่นล่วงหน้า (260-380 °C, 6-10 ชั่วโมง) – การบรรจุลงในถังอัดฉีด – การดูดสุญญากาศ (8-9 KPa, 40-50 นาที) – การฉีดบิทูเมน (180-200 °C) – การเพิ่มแรงดัน (1.2-1.5 MPa, 3-4 ชั่วโมง) – การกลับสู่สภาพแอสฟัลต์ – การระบายความร้อน (ภายในหรือภายนอกถัง)

การตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการอัดน้ำยา: อัตราการเพิ่มน้ำหนักจากการอัดน้ำยา G=(W2-W1)/W1×100%
อัตราการเพิ่มน้ำหนักจากการจุ่มครั้งเดียว ≥14%
อัตราการเพิ่มน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการชุบครั้งที่สอง ≥ 9%
ผลิตภัณฑ์จุ่ม 3 ชนิด อัตราการเพิ่มน้ำหนัก ≥ 5%

การกราไฟต์หมายถึงกระบวนการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยให้ความร้อนแก่ผลิตภัณฑ์คาร์บอนที่อุณหภูมิ 2300 องศาเซลเซียสขึ้นไปในตัวกลางป้องกันภายในเตาไฟฟ้าอุณหภูมิสูง เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างคาร์บอนแบบชั้นที่ไม่เป็นรูปทรงให้เป็นโครงสร้างผลึกกราไฟต์แบบสามมิติที่มีระเบียบ

วัตถุประสงค์และผลของกระบวนการกราไฟต์:
1. ปรับปรุงการนำไฟฟ้าและการนำความร้อนของวัสดุคาร์บอน (ความต้านทานลดลง 4-5 เท่า และการนำความร้อนเพิ่มขึ้นประมาณ 10 เท่า)
2. ปรับปรุงความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันและความเสถียรทางเคมีของวัสดุคาร์บอน (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นลดลง 50-80%)
3. เพื่อทำให้วัสดุคาร์บอนมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นและทนต่อการสึกหรอ
4. ขจัดสิ่งเจือปนในไอเสีย และปรับปรุงความบริสุทธิ์ของวัสดุคาร์บอน (ปริมาณเถ้าของผลิตภัณฑ์ลดลงจาก 0.5-0.8% เหลือประมาณ 0.3%)

การทำให้กระบวนการกราไฟต์เกิดขึ้นจริง:

กระบวนการกราไฟต์ของวัสดุคาร์บอนดำเนินการที่อุณหภูมิสูง 2300-3000 องศาเซลเซียส ดังนั้นในอุตสาหกรรมจึงสามารถทำได้โดยใช้ความร้อนจากไฟฟ้าเท่านั้น กล่าวคือ กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาแล้วโดยตรง และผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาแล้วที่ใส่เข้าไปในเตาเผาซึ่งเกิดจากกระแสไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูง ตัวนำไฟฟ้าก็เป็นวัตถุที่ถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูงเช่นกัน

เตาเผาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ เตาเผากราไฟต์แบบ Acheson และเตาเผาแบบกระจายความร้อนภายใน (LWG) เตาเผาแบบ Acheson มีกำลังการผลิตสูง ความแตกต่างของอุณหภูมิสูง และใช้พลังงานสูง ส่วนเตาเผาแบบ LWG ใช้เวลาในการให้ความร้อนสั้น ใช้พลังงานต่ำ ความต้านทานไฟฟ้าสม่ำเสมอ และไม่เหมาะสำหรับการติดตั้ง

การควบคุมกระบวนการกราไฟต์นั้นทำได้โดยการวัดเส้นโค้งกำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมกับสภาวะการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ระยะเวลาการจ่ายพลังงานอยู่ที่ 50-80 ชั่วโมงสำหรับเตา Acheson และ 9-15 ชั่วโมงสำหรับเตา LWG

กระบวนการกราไฟต์ใช้พลังงานสูงมาก โดยทั่วไปอยู่ที่ 3200-4800 กิโลวัตต์ชั่วโมง และต้นทุนกระบวนการคิดเป็นประมาณ 20-35% ของต้นทุนการผลิตทั้งหมด

การตรวจสอบผลิตภัณฑ์กราไฟต์: การตรวจสอบลักษณะภายนอก การทดสอบความต้านทาน

การขึ้นรูปด้วยเครื่องจักร: วัตถุประสงค์ของการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรของวัสดุคาร์บอนกราไฟต์คือการทำให้ได้ขนาด รูปร่าง ความแม่นยำ ฯลฯ ตามที่ต้องการโดยการตัด เพื่อสร้างตัวอิเล็กโทรดและข้อต่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งาน

กระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์แบ่งออกเป็นสองกระบวนการอิสระ ได้แก่ ตัวอิเล็กโทรดและการเชื่อมต่อ

กระบวนการขึ้นรูปตัวเรือนประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การเจาะและการขึ้นรูปผิวเรียบหยาบ การทำวงกลมด้านนอกและการขึ้นรูปผิวเรียบ และการกัดเกลียว ส่วนกระบวนการขึ้นรูปข้อต่อทรงกรวยสามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ขั้นตอน ได้แก่ การตัด การขึ้นรูปผิวเรียบ การขึ้นรูปผิวทรงกรวย การกัดเกลียว การเจาะรู และการเซาะร่อง

การเชื่อมต่อข้อต่ออิเล็กโทรด: การเชื่อมต่อแบบข้อต่อทรงกรวย (ตัวล็อกสามตัวและตัวล็อกหนึ่งตัว), การเชื่อมต่อแบบข้อต่อทรงกระบอก, การเชื่อมต่อแบบปุ่ม (ข้อต่อตัวผู้และตัวเมีย)

การควบคุมความแม่นยำในการกลึง: การเบี่ยงเบนของเกลียวเรียว, ระยะห่างของเกลียว, การเบี่ยงเบนของเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ของข้อต่อ (รู), ความตรงของแกนรูข้อต่อ, ความตั้งฉากของรูข้อต่อ, ความเรียบของหน้าตัดปลายอิเล็กโทรด, การเบี่ยงเบนสี่จุดของข้อต่อ ตรวจสอบด้วยเกจวงแหวนและเกจแผ่นแบบพิเศษ

การตรวจสอบอิเล็กโทรดสำเร็จรูป: ความแม่นยำ น้ำหนัก ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนาแน่น ความต้านทาน ความคลาดเคลื่อนก่อนการประกอบ ฯลฯ