Ультра жоғары қуатты графит электродтарын өндіру процесі жоғары ток тығыздығына, жоғары термиялық кернеуге және қатаң физика-химиялық қасиеттерге қойылатын қатаң талаптарға сай болуы керек. Оның негізгі арнайы талаптары бес негізгі кезеңде көрініс табады: шикізатты таңдау, қалыптау технологиясы, сіңдіру процестері, графиттеу өңдеуі және дәл өңдеу, төменде егжей-тегжейлі сипатталғандай:
I. Шикізатты таңдау: жоғары тазалық пен мамандандырылған құрылымды теңестіру
Бастапқы шикізатқа қойылатын талаптар
Инелік кокс жоғары графиттену дәрежесіне және термиялық кеңею коэффициентінің төмендігіне (α₀-₀: 0,5–1,2×10⁻⁶/℃) байланысты негізгі шикізат ретінде қызмет етеді, бұл аса жоғары қуатты электродтардың қатаң термиялық тұрақтылық талаптарын қанағаттандырады. Инелік кокстың мөлшері кәдімгі қуатты электродтарға қарағанда айтарлықтай жоғары, аса жоғары қуатты электродтарда 60%-дан астамды құрайды, ал кәдімгі қуатты электродтар негізінен мұнай коксын пайдаланады.
Көмекші материалдарды оңтайландыру
Жоғары температурада өзгертілген шайыр көміртегі қалдықтарының жоғары шығымы мен төмен ұшқыш құрамына байланысты байланыстырушы зат ретінде қолданылады, бұл электродтың көлемдік тығыздығын (≥1,68 г/см³) және механикалық беріктігін (иілу беріктігі ≥10,5 МПа) арттырады. Сонымен қатар, металлургиялық кокс бөлшектердің мөлшерін бөлуді реттеу, өткізгіштікті және термиялық соққыға төзімділікті оңтайландыру үшін қосылады.
II. Қалыптау технологиясы: екінші реттік қалыптау өлшем шектеулерін жеңеді
Діріл-экструзиялық композиттік қалыптау
Дәстүрлі процестер үлкен диаметрлі электродтар үшін үлкен экструдерлерге сүйенеді, ал аса жоғары қуатты электродтар екінші реттік қалыптау әдісін қолданады:
- Бастапқы қалыптау: Аралас материалды жасыл тығыздағыштарға алдын ала басу үшін тең емес қадамды спиральды үздіксіз экструдер қолданылады.
- Екінші реттік қалыптау: Дірілдеу арқылы қалыптау технологиясы жасыл тығыздағыштардағы ішкі ақауларды одан әрі жояды, тығыздықтың біркелкілігін жақсартады.
Бұл тәсіл дәстүрлі технологиялық шектеулерді жеңе отырып, кішігірім жабдықтарды пайдаланып үлкен диаметрлі электродтарды (мысалы, 1330 мм-ге дейін) өндіруге мүмкіндік береді.
Ақылды экструзия жабдықтарын қолдану
Ақылды ұзындықты орнату, синхронды кесу және тасымалдау жүйелерімен жабдықталған 60 MN графит электродты экструдер дәстүрлі процестермен салыстырғанда ұзындықты орнату дәлдігін 55%-ға жақсартады, бұл толық автоматтандырылған үздіксіз өндірісті қамтамасыз етеді және тиімділік пен өнімнің консистенциясын айтарлықтай арттырады.
III. Сіңдіру процесі: жоғары қысымды сіңдіру тығыздық пен беріктікті арттырады
Бірнеше импрегнация-пісіру циклдары
Өте жоғары қуатты электродтар орташа температурада өзгертілген қадамды сіңдіру ретінде пайдаланатын 2-3 жоғары қысымды сіңдіру циклін қажет етеді, салмақтың өсуі 15%-18% деңгейінде бақыланады. Әрбір сіңдіруден кейін кеуектерді толтыру үшін екінші реттік пісіру (1200–1250℃) жүргізіледі, нәтижесінде соңғы көлемдік тығыздық 1,72 г/см³-ден асады және сығымдау беріктігі ≥26,8 МПа құрайды.
Қосқыш бланкілерін мамандандырылған өңдеу
Қосқыш бөлімдері жоғары қысымды сіңдіруден (≥2 МПа) және бірнеше пісіру циклдерінен өтеді, бұл ≤0,15 мΩ жанасу кедергісін қамтамасыз етеді, бұл жоғары ток өткізу талаптарына сай келеді.
IV. Графиттеу өңдеуі: аса жоғары температураны түрлендіру және энергия тиімділігін оңтайландыру
Acheson пешінің аса жоғары температурада өңдеуі
Көміртек атомдарын екі өлшемді ретсіз орналасудан үш өлшемді реттелген графит құрылымына айналдыру үшін графиттеу температурасы ≥2800℃ жетуі керек, бұл төмен кедергіге (≤6,5 мкΩ·м) және жоғары жылу өткізгіштікке қол жеткізуге мүмкіндік береді. Мысалы, бір кәсіпорын оқшаулағыш материалдың құрамын оңтайландыру арқылы графиттеу циклін бес айға дейін қысқартты және энергия тұтынуын азайтты.
Кешенді энергия үнемдейтін технологиялар
Айнымалы жиілікті энергия үнемдеу технологиялары және динамикалық энергия тиімділігі модельдері жабдық жүктемелерін нақты уақыт режимінде бақылауға және жұмыс режимдерін автоматты түрде ауыстыруға мүмкіндік береді, сорғы тобының энергия тұтынуын 30%-ға азайтады және пайдалану шығындарын айтарлықтай төмендетеді.
V. Дәл өңдеу: жоғары дәлдікті басқару операциялық өнімділікті қамтамасыз етеді
Механикалық өңдеудің дәлдігіне қойылатын талаптар
Электрод диаметрінің төзімділігі ±1,5%, жалпы ұзындық төзімділігі ±0,5%, ал қосқыш бұрандасының дәлдігі 4H/4h класына жетеді. Жоғары дәлдіктегі геометриялық басқару CNC өңдеу және онлайн анықтау жүйелерін пайдалану арқылы жүзеге асырылады, бұл электр доғасы пешінің жұмысы кезінде электродтың эксцентриситетінен туындайтын ток ауытқуларының алдын алады.
Беттік сапа оңтайландыруы
Қалдықсыз экструзия технологиясы өңдеуге рұқсат етілген шектеулерді азайтады, шикізатты пайдалануды жақсартады. Иілген саптама конструкциялары өткізгіштікті оңтайландырады, өнім өнімділігін 3%-ға арттырады және өткізгіштікті 8%-ға арттырады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 21 шілде