1. BAHAN BAKU
Coke (kandungan sekitar 75-80%)
Kokas Minyak Bumi
Kokas minyak bumi adalah bahan mentah yang paling penting, dan dibentuk dalam berbagai struktur, dari kokas jarum yang sangat anisotropik hingga kokas fluida yang hampir isotropik. Kokas jarum yang sangat anisotropik, karena strukturnya, sangat diperlukan untuk pembuatan elektroda berkinerja tinggi yang digunakan dalam tungku busur listrik, yang memerlukan kapasitas penahan beban listrik, mekanik, dan termal tingkat tinggi. Kokas minyak bumi hampir secara eksklusif diproduksi melalui proses kokas tertunda, yang merupakan prosedur pengkarbonisasian perlahan dari residu penyulingan minyak mentah.
Kokas jarum adalah istilah yang umum digunakan untuk jenis kokas khusus dengan kemampuan grafit yang sangat tinggi yang dihasilkan dari orientasi paralel yang kuat dari struktur lapisan turbostratiknya dan bentuk fisik butiran tertentu.
Pengikat (isinya sekitar 20-25%)
Lapangan tar batubara
Bahan pengikat digunakan untuk mengaglomerasi partikel padat satu sama lain. Kemampuan pembasahannya yang tinggi mengubah campuran menjadi keadaan plastik untuk pencetakan atau ekstrusi selanjutnya.
Pitch tar batubara merupakan senyawa organik dan memiliki struktur aromatik yang berbeda. Karena tingginya proporsi cincin benzena tersubstitusi dan terkondensasi, ia telah memiliki struktur kisi heksagonal grafit yang terbentuk sebelumnya, sehingga memfasilitasi pembentukan domain grafit yang tertata dengan baik selama grafitisasi. Pitch terbukti menjadi pengikat yang paling menguntungkan. Ini adalah residu distilasi tar batubara.
2. PENCAMPURAN DAN EKSTRUSI
Kokas yang digiling dicampur dengan tar batubara dan beberapa bahan tambahan untuk membentuk pasta yang seragam. Ini dibawa ke dalam silinder ekstrusi. Pada langkah pertama, udara harus dihilangkan dengan cara menekan terlebih dahulu. Kemudian langkah ekstrusi sebenarnya mengikuti dimana campuran diekstrusi untuk membentuk elektroda dengan diameter dan panjang yang diinginkan. Untuk memungkinkan pencampuran dan khususnya proses ekstrusi (lihat gambar di sebelah kanan) campuran harus kental. Hal ini dicapai dengan menjaganya pada suhu tinggi sekitar. 120°C (tergantung lapangan) selama seluruh proses produksi ramah lingkungan. Bentuk dasar yang berbentuk silinder ini dikenal dengan sebutan “elektroda hijau”.
3. MEMANGGANG
Dua jenis tungku pembakaran yang digunakan:
Di sini batang yang diekstrusi ditempatkan dalam tabung baja tahan karat berbentuk silinder (saggers). Untuk menghindari deformasi elektroda selama proses pemanasan, saggers juga diisi dengan lapisan pelindung dari pasir. Saggers dimuat pada platform gerbong (bagian bawah gerbong) dan digulung ke dalam tanur berbahan bakar gas alam.
Tungku cincin
Di sini elektroda ditempatkan di rongga batu rahasia di bagian bawah ruang produksi. Rongga ini merupakan bagian dari sistem cincin yang terdiri lebih dari 10 ruang. Ruang-ruang tersebut dihubungkan dengan sistem sirkulasi udara panas untuk menghemat energi. Kekosongan antar elektroda juga diisi dengan pasir untuk menghindari deformasi. Selama proses pemanggangan, dimana pitch dikarbonisasi, suhu harus dikontrol dengan hati-hati karena pada suhu hingga 800°C, penumpukan gas dengan cepat dapat menyebabkan retaknya elektroda.
Pada fase ini elektroda mempunyai massa jenis sekitar 1,55 – 1,60 kg/dm3.
4. IMPREGNASI
Elektroda yang dipanggang diresapi dengan pitch khusus (pitch cair pada suhu 200°C) untuk memberikan kepadatan, kekuatan mekanik, dan konduktivitas listrik yang lebih tinggi yang diperlukan untuk menahan kondisi pengoperasian yang parah di dalam tungku.
5. MEMBUAT ULANG
Siklus pemanggangan kedua, atau “rebake,” diperlukan untuk mengkarbonisasi impregnasi pitch dan menghilangkan sisa bahan mudah menguap. Suhu rebake mencapai hampir 750°C. Pada fase ini elektroda dapat mencapai kepadatan sekitar 1,67 – 1,74 kg/dm3.
6. GRAFITISASI
Tungku Acheson
Langkah terakhir dalam pembuatan grafit adalah konversi karbon panggang menjadi grafit, yang disebut grafitisasi. Selama proses grafitisasi, karbon yang kurang lebih telah dipesan sebelumnya (karbon turbostratik) diubah menjadi struktur grafit yang tersusun secara tiga dimensi.
Elektroda dikemas dalam tungku listrik yang dikelilingi oleh partikel karbon untuk membentuk massa padat. Arus listrik dialirkan melalui tungku, menaikkan suhu hingga kira-kira 3000°C. Proses ini biasanya dicapai dengan menggunakan ACHESON FURNACE atau LENGTHWISE FURNACE (LWG).
Dengan tungku Acheson, elektroda-elektroda diberi grafit menggunakan proses batch, sedangkan dalam tungku LWG seluruh kolom diberi grafit pada waktu yang sama.
7. MESIN
Elektroda grafit (setelah pendinginan) dikerjakan dengan dimensi dan toleransi yang tepat. Tahap ini juga dapat mencakup pemesinan dan pemasangan ujung (soket) elektroda dengan sistem sambungan pin grafit (nipple) berulir.
Waktu posting: 08-04-2021