গ্রাফাইট ইলেকট্রোডের বিস্তারিত প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়া

কাঁচামাল: কার্বন উৎপাদনে কী কী কাঁচামাল ব্যবহার করা হয়?

কার্বন উৎপাদনে সাধারণত ব্যবহৃত কাঁচামালগুলোকে কঠিন কার্বন কাঁচামাল এবং বাইন্ডার ও ইমপ্রেগনেটিং এজেন্ট—এই তিন ভাগে ভাগ করা যায়।
কঠিন কার্বন কাঁচামালের মধ্যে রয়েছে পেট্রোলিয়াম কোক, বিটুমিনাস কোক, মেটালার্জিক্যাল কোক, অ্যানথ্রাসাইট, প্রাকৃতিক গ্রাফাইট এবং গ্রাফাইট স্ক্র্যাপ ইত্যাদি।
বাইন্ডার এবং ইমপ্রেগনেটিং এজেন্টের মধ্যে রয়েছে কোল পিচ, কোল টার, অ্যানথ্রাসিন অয়েল এবং সিন্থেটিক রেজিন ইত্যাদি।
এছাড়াও, উৎপাদনে কোয়ার্টজ বালি, ধাতুবিদ্যাগত কোকের কণা এবং কোকের গুঁড়ার মতো কিছু সহায়ক উপকরণও ব্যবহার করা হয়।
কিছু বিশেষ কার্বন এবং গ্রাফাইট পণ্য (যেমন কার্বন ফাইবার, অ্যাক্টিভেটেড কার্বন, পাইরোলিটিক কার্বন ও পাইরোলিটিক গ্রাফাইট, গ্লাস কার্বন) অন্যান্য বিশেষ উপকরণ থেকে উৎপাদিত হয়।

ক্যালসিনেশন: ক্যালসিনেশন কী? কোন কাঁচামালগুলোকে ক্যালসিনেশন করতে হয়??

বায়ু থেকে বিচ্ছিন্ন অবস্থায় কার্বন কাঁচামালের উচ্চ তাপমাত্রা (১২০০-১৫০০°সে)
তাপীয় প্রক্রিয়াকরণের এই পদ্ধতিকে ক্যালসিনেশন বলা হয়।
কার্বন উৎপাদনে ক্যালসিনেশন হলো প্রথম তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ। ক্যালসিনেশন সব ধরনের কার্বনময় কাঁচামালের গঠন এবং ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যে ধারাবাহিক পরিবর্তন ঘটায়।
অ্যানথ্রাসাইট এবং পেট্রোলিয়াম কোক উভয়টিতেই নির্দিষ্ট পরিমাণ উদ্বায়ী পদার্থ থাকে এবং এদেরকে ক্যালসাইন করার প্রয়োজন হয়।
বিটুমিনাস কোক এবং মেটালার্জিক্যাল কোকের কোক গঠন তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে বেশি (১০০০°C-এর উপরে), যা কার্বন প্ল্যান্টের ক্যালসাইনিং ফার্নেসের তাপমাত্রার সমতুল্য। এটিকে আর ক্যালসিনেট করা যায় না এবং শুধু আর্দ্রতা দিয়ে শুকানোর প্রয়োজন হয়।
তবে, ক্যালসাইনিংয়ের আগে যদি বিটুমিনাস কোক এবং পেট্রোলিয়াম কোক একসাথে ব্যবহার করা হয়, তবে সেগুলোকে পেট্রোলিয়াম কোকের সঙ্গে একত্রে ক্যালসাইনিংয়ের জন্য ক্যালসাইনারে পাঠাতে হবে।
প্রাকৃতিক গ্রাফাইট ও কার্বন ব্ল্যাকের ক্যালসিনেশনের প্রয়োজন হয় না।
গঠন: এক্সট্রুশন গঠন পদ্ধতির মূলনীতি কী?
এক্সট্রুশন প্রক্রিয়ার মূল বিষয় হলো, পেস্টটি একটি নির্দিষ্ট আকৃতির নজলের মধ্য দিয়ে চাপের অধীনে যাওয়ার পর, এটি সংকুচিত হয় এবং প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয়ে একটি নির্দিষ্ট আকৃতি ও আকারের ব্ল্যাঙ্কে পরিণত হয়।
এক্সট্রুশন মোল্ডিং প্রক্রিয়াটি মূলত পেস্টের প্লাস্টিক বিকৃতি প্রক্রিয়া।

পেস্টের এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটি মেটেরিয়াল চেম্বার (বা পেস্ট সিলিন্ডার) এবং সার্কুলার আর্ক নজলের মধ্যে সম্পন্ন করা হয়।
লোডিং চেম্বারের গরম পেস্টটি রিয়ার মেইন প্লাঞ্জার দ্বারা চালিত হয়।
পেস্টের মধ্যে থাকা গ্যাসকে ক্রমাগত বের করে দেওয়া হয়, পেস্টটি ক্রমাগত সংকুচিত হতে থাকে এবং একই সাথে পেস্টটি সামনের দিকে এগিয়ে যায়।
যখন পেস্টটি চেম্বারের সিলিন্ডার অংশে চলাচল করে, তখন পেস্টটির প্রবাহকে স্থিতিশীল প্রবাহ হিসেবে গণ্য করা যেতে পারে এবং দানাদার স্তরটি মূলত সমান্তরাল থাকে।
যখন পেস্টটি এক্সট্রুশন নজলের আর্ক ডিফরমেশনযুক্ত অংশে প্রবেশ করে, তখন মুখের দেয়ালের কাছাকাছি থাকা পেস্টটি এগিয়ে যাওয়ার সময় অধিক ঘর্ষণ প্রতিরোধের সম্মুখীন হয়, ফলে উপাদানটি বাঁকতে শুরু করে এবং ভেতরের পেস্টের অগ্রগতির গতি ভিন্ন হয়ে যায়। এর ফলে, এক্সট্রুশন ব্লকে থাকা পণ্যের ব্যাসার্ধ বরাবর ঘনত্ব অসম হয়ে পড়ে।

অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক স্তরের ভিন্ন বেগের কারণে অভ্যন্তরীণ পীড়ন উৎপন্ন হয়।
অবশেষে, পেস্টটি রৈখিক বিকৃতি অংশে প্রবেশ করে এবং নির্গত হয়।
বেকিং
রোস্টিং কী? রোস্টিংয়ের উদ্দেশ্য কী?

রোস্টিং হলো একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যেখানে চুল্লির ভেতরে বায়ুরোধী সুরক্ষামূলক মাধ্যমে সংকুচিত কাঁচামালকে একটি নির্দিষ্ট হারে উত্তপ্ত করা হয়।

সমর্থনের উদ্দেশ্য হলো:
(1) উদ্বায়ী পদার্থ বর্জন: যেসব পণ্যে বাইন্ডার হিসেবে কয়লার অ্যাসফাল্ট ব্যবহার করা হয়, রোস্টিংয়ের পর সাধারণত প্রায় 10% উদ্বায়ী পদার্থ নির্গত হয়। তাই, রোস্টেড পণ্যের হার সাধারণত 90% এর নিচে থাকে।
(2) বাইন্ডার কোকিং কাঁচামাল নির্দিষ্ট প্রযুক্তিগত শর্ত অনুযায়ী পোড়ানো হয় বাইন্ডার কোকিং তৈরি করার জন্য। অ্যাগ্রিগেট কণাগুলির মধ্যে একটি কোক নেটওয়ার্ক তৈরি হয় যা বিভিন্ন আকারের সমস্ত অ্যাগ্রিগেটকে দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত করে, যার ফলে পণ্যটির নির্দিষ্ট ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য থাকে। একই পরিস্থিতিতে, কোকিং হার যত বেশি হবে, গুণমান তত ভালো হবে। মাঝারি-তাপমাত্রার অ্যাসফাল্টের কোকিং হার প্রায় ৫০%।
(3) স্থির জ্যামিতিক আকার
কাঁচা পণ্য রোস্ট করার প্রক্রিয়ায়, নরম হয়ে যাওয়া এবং বাইন্ডারের স্থানান্তরের ঘটনা ঘটে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কোকিং নেটওয়ার্ক গঠিত হয়, যা পণ্যটিকে শক্ত করে তোলে। তাই, তাপমাত্রা বাড়লেও এর আকৃতির কোনো পরিবর্তন হয় না।
(4) রোধাঙ্ক হ্রাস করুন
রোস্টিং প্রক্রিয়ায়, উদ্বায়ী পদার্থ অপসারণের কারণে, অ্যাসফাল্টের কোকিং-এর ফলে একটি কোক গ্রিড তৈরি হয়, অ্যাসফাল্টের বিয়োজন ও পলিমারাইজেশন ঘটে এবং একটি বৃহৎ ষড়ভুজাকার কার্বন বলয়াকার সমতল নেটওয়ার্ক গঠিত হয়, ইত্যাদি কারণে এর রোধাঙ্ক উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। কাঁচা পণ্যের রোধাঙ্ক প্রায় ১০০০০ x ১০⁻⁶ ওহম” মিটার থেকে রোস্টিং-এর পর ৪০-৫০ x ১০⁻⁶ ওহম” মিটারে নেমে আসে, যাকে সুপরিবাহী বলা হয়।
(5) আরও আয়তন সংকোচন
ভাজার পর পণ্যটির ব্যাস প্রায় ১%, দৈর্ঘ্য ২% এবং আয়তন ২-৩% কমে যায়।
ইমপ্রোগনেশন পদ্ধতি: কার্বনজাত দ্রব্য কেন চূর্ণ করা হয়?
কম্প্রেশন মোল্ডিংয়ের পর কাঁচামালটির ছিদ্রতা খুব কম থাকে।
তবে, কাঁচামালগুলোকে পোড়ানোর পর, কয়লার অ্যাসফাল্টের একাংশ গ্যাসে রূপান্তরিত হয়ে বেরিয়ে যায় এবং অন্য অংশ জমাট বেঁধে বিটুমিনাস কোকে পরিণত হয়।
উৎপাদিত বিটুমিনাস কোকের আয়তন কয়লা বিটুমিনের তুলনায় অনেক কম। যদিও রোস্টিং প্রক্রিয়ায় এটি সামান্য সংকুচিত হয়, তবুও পণ্যটিতে বিভিন্ন আকারের অনেক অনিয়মিত এবং ছোট ছিদ্র তৈরি হয়।
উদাহরণস্বরূপ, গ্রাফাইটাইজড পণ্যগুলির মোট ছিদ্রতা সাধারণত ২৫-৩২% পর্যন্ত হয় এবং কার্বন পণ্যগুলির ক্ষেত্রে তা সাধারণত ১৬-২৫% হয়ে থাকে।
প্রচুর সংখ্যক ছিদ্রের উপস্থিতি অনিবার্যভাবে পণ্যগুলির ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করবে।
সাধারণভাবে বলতে গেলে, গ্রাফাইটাইজড পণ্যগুলির ছিদ্রতা বৃদ্ধি পায়, আয়তন ঘনত্ব হ্রাস পায়, রোধ ক্ষমতা ও যান্ত্রিক শক্তি বৃদ্ধি পায়, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় জারণের হার ত্বরান্বিত হয়, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাও হ্রাস পায় এবং গ্যাস ও তরল আরও সহজে প্রবেশযোগ্য হয়।
ইমপ্রেগনেশন হলো এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে প্রস্তুতকৃত পণ্যের ছিদ্রতা কমানো, ঘনত্ব বাড়ানো, সংকোচন শক্তি বাড়ানো, রোধ ক্ষমতা কমানো এবং পণ্যটির ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা হয়।
গ্রাফিটাইজেশন: গ্রাফিটাইজেশন কী?
গ্রাফিটাইজেশনের উদ্দেশ্য কী?
গ্রাফিটাইজেশন হলো একটি উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যেখানে পোড়ানো পণ্যকে গ্রাফিটাইজেশন চুল্লির সুরক্ষা মাধ্যমে উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়। এর ফলে দ্বিমাত্রিক স্থানে ষড়ভুজাকার কার্বন পরমাণুর সমতল জালিকা বিশৃঙ্খলভাবে উপরিপাতিত অবস্থা থেকে ত্রিমাত্রিক স্থানে সুশৃঙ্খলভাবে উপরিপাতিত অবস্থায় এবং গ্রাফাইট কাঠামোতে রূপান্তরিত হয়।

এর উদ্দেশ্যগুলো হলো:
(1) পণ্যটির তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা উন্নত করা।
(2) পণ্যটির তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা উন্নত করা।
(3) পণ্যটির পিচ্ছিলতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করা।
(4) অশুদ্ধি দূর করে পণ্যের শক্তি বৃদ্ধি করা।

মেশিনিং: কার্বন পণ্যের মেশিনিং কেন প্রয়োজন?
(1) প্লাস্টিক সার্জারির প্রয়োজনীয়তা

নির্দিষ্ট আকার ও আকৃতির সংকুচিত কার্বন পণ্যগুলো রোস্টিং এবং গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়ার সময় বিভিন্ন মাত্রার বিকৃতি এবং সংঘর্ষজনিত ক্ষতির শিকার হয়। একই সাথে, কিছু ফিলার এই সংকুচিত কার্বন পণ্যগুলোর পৃষ্ঠে সংযুক্ত হয়।
যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ ছাড়া এটি ব্যবহার করা যায় না, তাই পণ্যটিকে একটি নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকৃতিতে রূপদান ও প্রক্রিয়াজাত করতে হয়।

(2) ব্যবহারের প্রয়োজন

ব্যবহারকারীর প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী প্রক্রিয়াকরণ করা হয়।
বৈদ্যুতিক চুল্লিতে ইস্পাত তৈরির গ্রাফাইট ইলেকট্রোড সংযোগ করার প্রয়োজন হলে, পণ্যটির উভয় প্রান্তে প্যাঁচযুক্ত ছিদ্র তৈরি করতে হবে এবং তারপরে দুটি ইলেকট্রোডকে একটি বিশেষ প্যাঁচযুক্ত জোড়ের সাহায্যে সংযুক্ত করতে হবে।

(3) প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা

ব্যবহারকারীদের প্রযুক্তিগত চাহিদা অনুযায়ী কিছু পণ্যকে বিশেষ আকার ও নির্দিষ্টকরণে প্রক্রিয়াজাত করতে হয়।
আরও কম পৃষ্ঠতল অমসৃণতা প্রয়োজন।


পোস্ট করার সময়: ১০-ডিসেম্বর-২০২০