১. কাঁচামাল
কোক (উপাদানে প্রায় ৭৫-৮০%)
পেট্রোলিয়াম কোক
পেট্রোলিয়াম কোক সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাঁচামাল, এবং এটি অত্যন্ত অ্যানাইসোট্রপিক নিডল কোক থেকে প্রায় আইসোট্রপিক ফ্লুইড কোক পর্যন্ত বিভিন্ন ধরনের গঠনে তৈরি হয়। এর গঠনের কারণে, অত্যন্ত অ্যানাইসোট্রপিক নিডল কোক ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেসে ব্যবহৃত উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ইলেকট্রোড তৈরির জন্য অপরিহার্য, যেখানে অত্যন্ত উচ্চ মাত্রার বৈদ্যুতিক, যান্ত্রিক এবং তাপীয় ভারবহন ক্ষমতার প্রয়োজন হয়। পেট্রোলিয়াম কোক প্রায় একচেটিয়াভাবে ডিলেড কোকিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপাদিত হয়, যা অপরিশোধিত তেল পাতনের অবশিষ্টাংশের একটি মৃদু ও ধীর কার্বনাইজিং পদ্ধতি।
নিডল কোক হলো এক বিশেষ ধরনের কোকের বহুল ব্যবহৃত নাম, যার টার্বোস্ট্র্যাটিক স্তর কাঠামোর শক্তিশালী পছন্দসই সমান্তরাল বিন্যাস এবং কণাগুলোর একটি বিশেষ ভৌত আকৃতির ফলে এর গ্রাফিটাইজেবিলিটি অত্যন্ত বেশি হয়।
বাইন্ডার (উপাদানে আনুমানিক ২০-২৫%)
কয়লার আলকাতরার পিচ
কঠিন কণাগুলোকে একে অপরের সাথে জমাট বাঁধাতে বাইন্ডিং এজেন্ট ব্যবহার করা হয়। এদের উচ্চ সিক্তকরণ ক্ষমতা মিশ্রণটিকে পরবর্তী ছাঁচনির্মাণ বা এক্সট্রুশনের জন্য একটি প্লাস্টিক অবস্থায় রূপান্তরিত করে।
কোল টার পিচ একটি জৈব যৌগ এবং এর একটি স্বতন্ত্র অ্যারোমেটিক কাঠামো রয়েছে। এতে প্রতিস্থাপিত ও ঘনীভূত বেনজিন বলয়ের উচ্চ অনুপাতের কারণে, এতে আগে থেকেই গ্রাফাইটের স্বতন্ত্র পূর্বগঠিত ষটভুজাকার ল্যাটিস কাঠামো থাকে, যা গ্রাফিটাইজেশনের সময় সুশৃঙ্খল গ্রাফাইটিক ডোমেন গঠনে সহায়তা করে। পিচ সবচেয়ে সুবিধাজনক বাইন্ডার হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে। এটি কোল টারের পাতন অবশেষ।
২. মিশ্রণ এবং বহিষ্করণ
গুঁড়ো করা কোক, কোল টার পিচ এবং কিছু সংযোজক পদার্থের সাথে মিশিয়ে একটি সমসত্ত্ব পেস্ট তৈরি করা হয়। এটিকে এক্সট্রুশন সিলিন্ডারে আনা হয়। প্রথম ধাপে প্রি-প্রেসিংয়ের মাধ্যমে বাতাস বের করে দিতে হয়। এরপর প্রকৃত এক্সট্রুশন ধাপটি আসে, যেখানে মিশ্রণটিকে এক্সট্রুড করে কাঙ্ক্ষিত ব্যাস ও দৈর্ঘ্যের একটি ইলেকট্রোড তৈরি করা হয়। মিশ্রণ এবং বিশেষ করে এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটি (ডানদিকের ছবি দেখুন) সম্ভব করার জন্য মিশ্রণটিকে সান্দ্র হতে হয়। সম্পূর্ণ গ্রিন উৎপাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন এটিকে প্রায় ১২০° সেলসিয়াস (পিচের উপর নির্ভর করে) উচ্চ তাপমাত্রায় রেখে এটি অর্জন করা হয়। নলাকার আকৃতির এই মৌলিক রূপটি “গ্রিন ইলেকট্রোড” নামে পরিচিত।
৩. বেকিং
দুই ধরনের বেকিং চুল্লি ব্যবহৃত হয়:
এখানে এক্সট্রুড করা রডগুলো নলাকার স্টেইনলেস স্টিলের ক্যানিস্টারে (স্যাগার) রাখা হয়। উত্তাপন প্রক্রিয়ার সময় ইলেকট্রোডগুলোর বিকৃতি এড়াতে, স্যাগারগুলো বালির একটি প্রতিরক্ষামূলক আবরণ দিয়েও পূর্ণ করা হয়। স্যাগারগুলো রেলগাড়ির প্ল্যাটফর্মে (কার বটম) বোঝাই করে প্রাকৃতিক গ্যাস-চালিত চুল্লিতে গড়িয়ে নিয়ে যাওয়া হয়।
রিং ফার্নেস
এখানে ইলেকট্রোডগুলো উৎপাদন হলের তলদেশে একটি পাথরের আচ্ছাদিত গহ্বরে রাখা হয়। এই গহ্বরটি ১০টিরও বেশি প্রকোষ্ঠের একটি বলয়াকার ব্যবস্থার অংশ। শক্তি সাশ্রয়ের জন্য প্রকোষ্ঠগুলো একটি গরম বাতাস সঞ্চালন ব্যবস্থার মাধ্যমে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে। বিকৃতি এড়ানোর জন্য ইলেকট্রোডগুলোর মাঝের ফাঁকা স্থানগুলোও বালি দিয়ে পূর্ণ করা হয়। বেকিং প্রক্রিয়ার সময়, যেখানে পিচকে কার্বনাইজ করা হয়, তাপমাত্রা সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করতে হয়, কারণ ৮০০° সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রায় দ্রুত গ্যাস জমে যাওয়ার ফলে ইলেকট্রোডে ফাটল ধরতে পারে।
এই পর্যায়ে ইলেকট্রোডগুলির ঘনত্ব প্রায় ১.৫৫ – ১.৬০ কেজি/ডিএম³।
৪. গর্ভধারণ
পোড়ানো ইলেকট্রোডগুলিকে একটি বিশেষ পিচ (২০০°C তাপমাত্রায় তরল পিচ) দিয়ে প্রলেপ দেওয়া হয়, যাতে সেগুলি চুল্লির ভেতরের কঠোর কার্যপরিবেশ সহ্য করার জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ ঘনত্ব, যান্ত্রিক শক্তি এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা লাভ করে।
৫. পুনরায় সেঁকা
পিচ ইমপ্রেগনেশনকে কার্বনাইজ করতে এবং অবশিষ্ট উদ্বায়ী পদার্থ দূর করার জন্য একটি দ্বিতীয় বেকিং চক্র বা “রিবেক” প্রয়োজন হয়। রিবেকের তাপমাত্রা প্রায় ৭৫০°C পর্যন্ত পৌঁছায়। এই পর্যায়ে ইলেকট্রোডগুলির ঘনত্ব প্রায় ১.৬৭ – ১.৭৪ কেজি/ডিএম³ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
৬. গ্রাফিটাইজেশন
অ্যাচসন ফার্নেস
গ্রাফাইট উৎপাদনের চূড়ান্ত ধাপ হলো পোড়ানো কার্বনকে গ্রাফাইটে রূপান্তর করা, যাকে গ্রাফিটাইজিং বলা হয়। গ্রাফিটাইজিং প্রক্রিয়ার সময়, কমবেশি পূর্ব-বিন্যস্ত কার্বন (টার্বোস্ট্র্যাটিক কার্বন) একটি ত্রিমাত্রিকভাবে বিন্যস্ত গ্রাফাইট কাঠামোতে রূপান্তরিত হয়।
ইলেকট্রোডগুলিকে বৈদ্যুতিক চুল্লিতে কার্বন কণা দ্বারা পরিবেষ্টিত করে একটি কঠিন পিণ্ড তৈরি করা হয়। চুল্লির মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ চালনা করা হয়, যা তাপমাত্রা প্রায় ৩০০০°C পর্যন্ত বাড়িয়ে দেয়। এই প্রক্রিয়াটি সাধারণত অ্যাচিসন ফার্নেস (ACHESON FURNACE) অথবা লেংথওয়াইজ ফার্নেস (LWG) ব্যবহার করে সম্পন্ন করা হয়।
অ্যাচিসন ফার্নেসে ব্যাচ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ইলেকট্রোডগুলোকে গ্রাফিটাইজ করা হয়, অপরদিকে এলডব্লিউজি ফার্নেসে পুরো কলামটি একই সময়ে গ্রাফিটাইজ করা হয়।
৭. মেশিনিং
গ্রাফাইট ইলেকট্রোডগুলো (ঠান্ডা হওয়ার পর) সঠিক মাপ ও সহনশীলতা অনুযায়ী যন্ত্রের সাহায্যে আকার দেওয়া হয়। এই পর্যায়ে ইলেকট্রোডগুলোর প্রান্ত (সকেট) যন্ত্রের সাহায্যে তৈরি করা এবং একটি প্যাঁচযুক্ত গ্রাফাইট পিন (নিপল) সংযোগ ব্যবস্থার সাথে সংযুক্ত করাও অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ০৮-এপ্রিল-২০২১