Grafity izostatyczne MERSEN cz. 2

W poprzednim numerze naszego dwumiesięcznika przybliżyliśmy Państwu profil oraz historię pierwszego producenta grafitów izostatycznych na świecie – francuskiej firmy MERSEN. Druga część artykuł dotyczyć będzie skomplikowanego procesu, jakim jest produkcja grafitu. Prawdopodobnie niewielu z Państwa zdaje sobie bowiem sprawę, że proces ten jest tak bardzo złożony i czasochłonny, a produkt finalny ma tak wiele licznych zastosowań.

Surowy i nieoczyszczony materiał

Sztuczny grafit, produkowany przez firmę MERSEN, wytwarzany jest z dwóch podstawowych składników. Pierwszy z nich, to sproszkowany koks naftowy, służący jako wypełniacz, drugi zaś to smoła węglowa będąca spoiwem produktu.

Koks węglowy to składnik produkowany w rafineriach naftowych, uzyskiwany poprzez przemysłowe wygrzewanie węgla kamiennego, w specjalnie w tym celu skonstruowanym piecu koksowicznym, za pomocą gazów spalinowych. Półprodukt poddaje się procesowi kalcynowania w temperaturze ponad 1000° C (polega na ogrzewaniu związku chemicznego poniżej jego temperatury topnienia w celu spowodowania częściowego rozkładu chemicznego tego związku poprzez usunięcie wody).

Smołę węglową z kolei otrzymuje się w wyniku odgazowania węgla kamiennego w temperaturze ok. 1200° C. Jest jednym z produktów ubocznych z produkcji koksu z węgla kamiennego.

Mielenie

Po początkowej inspekcji surowych materiałów dokonuje się mielenia koksu węglowego na określonej wielkości ziarna. Za pomocą specjalnie przeznaczonych do mielenia maszyn (zdj.1) bardzo drobny pył węglowy przenoszony jest specjalnymi dyszami do worów magazynujących, w zależności od wielkości zmielonego ziarna. Na potrzebę artykułu, aby ograniczyć naszą dyskusję, skupimy się jedynie do ziaren o wielkości 4 do 20 mikronów – takie bowiem gradacje stosuje się przy procesach obróbki elektroiskrowej.

Miksowanie i ponowne mielenie

Wraz z zakończeniem procesu mielenia, sproszkowany koks łączy się ze smołą węglową i poddaje miksowaniu w wysokich temperaturach w dedykowanych do tego maszynach (zdj.2). Dzięki temu smoła ulega roztopieniu i łączy się z ziarnami koksu tworząc jedną całość. W zależności od wielkości ziaren, proces ten trwa dłużej lub krócej oraz jest mniej lub bardziej intensywny. Uzyskuje się dzięki temu zmiksowane „kulki grafitowe”, które po tym procesie ponownie miksuje się i kruszy na drobne ziarna.

Selekcja i przesiewanie

Na tym etapie określa się gatunek produkowanego grafitu. Urządzenia selekcjonują ziarna w zależności od jego rozmiaru odrzucając te, które nie pasują, zostały źle sproszkowane lub nieprawidłowo zmiksowane. Proces ten jest bardzo skomplikowany, niemniej konieczny do uzyskania odpowiedniej jakości gatunku grafitowego.

Prasowanie izostatyczne

Kolejno następuje prasownie grafitu. Sproszkowany grafit ładuje się do dużych form o rozmiarach ostatecznych bloków i poddaje wysokiemu ciśnieniu o wartościach przekraczających 150 Mpa (zdj.3). Dzięki zastosowaniu równego nacisku i ciśnienia, ziarna układają się symetrycznie dzięki czemu ich rozkład w formie jest równomierny. Zastosowanie tej techniki nazywamy prasowaniem izostatycznym. Powoduje ono uzyskanie jednakowych własności grafitu w przekroju całej formy. Ma to niebagatelne znaczenie, gdyż wówczas klient końcowy dostaje powtarzalny i jednakowy wyrób za każdym razem.

Poddanie grafitu wysokim temperaturom

Sprasowany już grafit trafia do dużych pieców, gdzie poddawany jest wysokim temperaturom. Jest to najdłuższy z procesów produkcyjnych, który łącznie trwa od dwóch do trzech miesięcy. Bloki grafitowe regularnie poddaje się wysokim temperaturom w okolicach 1000° C i ponownie się je chłodzi. Temperatura procesu jest kontrolowana bez przerwy celem uniknięcie pęknięć i wad materiału. Po ukończeniu procesu spieczony blok grafitowy jest już bardzo twardy i posiada cechy sztucznego grafitu przemysłowego. Niestety nadal jego własności elektryczne i termalne nie kwalifikują go jako materiału odpowiedniego do procesów EDM.

Grafityzacja

Przedostatnim etapem produkcyjnym jest grafityzacja, czyli ponowne poddawanie bloków grafitowych wysokim temperaturom – tym razem są one ultra wysokie, gdyż sięgają prawie 3000° C. Proces ten jest intensywny lecz krótkotrwały. Właśnie tutaj bloki grafitowe uzyskują wszystkie finalne cechy, takie jak określona przez producenta przewodność elektryczna i termalna. Tutaj także grafity uzyskują swoją elastyczność oraz znakomite właściwości obróbcze. Uzyskanie takich wartości zapewnia możliwość stosowania tych grafitów jako elektrod wgłębnych.

Kontrola jakości, cięcie

To ostatni etap produkcji. Tutaj dokonuje się pomiaru wszystkich cech gotowego produktu. Dokonywane są pomiary wielkości ziarna, gęstości, wytrzymałości na zginanie i ściskanie. Po wykonaniu prób i testów, grafity tnie się na mniejsze bloki (zdj. 4), pakuje i wysyła w różne części świata, aby klienci mogli wykorzystać je w swoich narzędziowniach. Także w Polsce!

Firma Oberon Robert Dyrda jest wyłącznym przedstawicielem grafitów producenta Mersen na terenie Polski. W swojej ofercie posiadamy wiele różnych gatunków, przeznaczonych do różnych aplikacji. Kupicie u nas Państwo grafit cięty na wymiar, przygotówki w postaci prętów okrągłych, kwadratowych, płytek zbieżnych do drążenia kanałów oraz elementów klinowych. Na życzenie klienta wykonujemy gotowe elektrody, po dostarczeniu niezbędnej dokumentacji CAD/CAM. Działamy

Wyłączny przedstawiciel firmy MERSEN - OBERON Robert Dyrda

Tel. 52 354 24 00, Fax 52 354 24 01,
www.oberon.pl,
oberon@oberon.pl
Zapraszamy do współpracy!

Z pozdrowieniem Dawid Hulisz,
d.hulisz@oberon.pl,
tel. +48 693 371 241