გრაფიტის ელექტროდების გამოყენებით გრაფიტის ფხვნილს მართლაც ბევრი უპირატესობა აქვს.

გრაფიტის ელექტროდებად გამოყენებულ გრაფიტის ფხვნილს ბევრი უპირატესობა აქვს. თუმცა, როგორ გამოვავლინოთ ამ მასალის უპირატესობები, მივაღწიოთ ეფექტურობის გაუმჯობესებას, ხარჯების შემცირებას და ბაზარზე კონკურენტუნარიანობის გაზრდას, ეს არა მხოლოდ გრაფიტის მწარმოებლებისთვის გასათვალისწინებელი საკითხებია, არამედ ის პრობლემებიც, რომლებიც გრაფიტის მომხმარებლებმა სერიოზულად უნდა გაითვალისწინონ. მაშ, გრაფიტის მასალების გამოყენებისას, რომელი პრობლემები უნდა გადაიჭრას პირველ რიგში?

მტვრის მოცილება: გრაფიტის წვრილი ნაწილაკების სტრუქტურის გამო, მექანიკური დამუშავების დროს დიდი რაოდენობით მტვერი წარმოიქმნება, რაც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ქარხნის გარემოზე. გარდა ამისა, მტვრის გავლენა აღჭურვილობაზე ძირითადად აისახება მის გავლენას აღჭურვილობის ენერგომომარაგებაზე. გრაფიტის შესანიშნავი ელექტროგამტარობის გამო, კვების ყუთში მოხვედრის შემდეგ, მას შეუძლია გამოიწვიოს დენის მოკლე ჩართვა და სხვა გაუმართაობა. ამიტომ, რეკომენდებულია მისი აღჭურვა სპეციალური გრაფიტის დასამუშავებელი დანადგარით დასამუშავებლად. თუმცა, გრაფიტის სპეციალური დასამუშავებელი აღჭურვილობის მაღალი საინვესტიციო ღირებულების გამო, ბევრი საწარმო ამ მხრივ საკმაოდ ფრთხილია. ასეთ ვითარებაში შესაძლებელია შემდეგი რამდენიმე გადაწყვეტის მიღება:

გრაფიტის ელექტროდების აუთსორსინგი: გრაფიტის ყალიბების ინდუსტრიაში სულ უფრო ფართოდ გამოყენების გამო, სულ უფრო მეტმა ყალიბების კონტრაქტით წარმოების (OEM) საწარმომ დანერგა გრაფიტის ელექტროდების OEM ბიზნესი.

ზეთში ჩაძირვის დამუშავების შემდეგ: გრაფიტის შეძენის შემდეგ, ის ჯერ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში იძირება ნაპერწკლის ზეთში (კონკრეტული დრო დამოკიდებულია გრაფიტის მოცულობაზე), შემდეგ კი გადამუშავებისთვის გადამამუშავებელ ცენტრში თავსდება. ამ გზით, გრაფიტის მტვერი არ დაფრინავს, არამედ ძირს დაეცემა. ეს მინიმუმამდე დაიყვანება აღჭურვილობასა და გარემოზე ზემოქმედება.

დამუშავების ცენტრის მოდიფიკაცია: ე.წ. მოდიფიკაცია ძირითადად გულისხმობს მტვერსასრუტის დამონტაჟებას ჩვეულებრივ დამუშავების ცენტრში.

განმუხტვის უფსკრული განმუხტვის გრაფიტის დამუშავების დროს: სპილენძისგან განსხვავებით, გრაფიტის ელექტროდების უფრო სწრაფი განმუხტვის სიჩქარის გამო, დროის ერთეულში უფრო მეტი დამუშავების წიდა კოროზირებულია. პრობლემად იქცევა წიდის ეფექტურად მოცილების საკითხი. ამიტომ, საჭიროა, რომ განმუხტვის უფსკრული სპილენძის უფსკრულზე დიდი იყოს. ზოგადად, განმუხტვის უფსკრულის დაყენებისას, გრაფიტის განმუხტვის უფსკრული სპილენძის უფსკრულზე 10-დან 30%-მდე დიდია.

მისი ნაკლოვანებების სწორი გაგება: მტვრის გარდა, გრაფიტს ასევე აქვს გარკვეული ნაკლოვანებები. მაგალითად, სარკისებრი ზედაპირის ყალიბების დამუშავებისას, სპილენძის ელექტროდებთან შედარებით, გრაფიტის ელექტროდები ნაკლებად ახერხებენ სასურველი ეფექტის მიღწევას. უკეთესი ზედაპირის ეფექტის მისაღწევად, უნდა შეირჩეს გრაფიტის ყველაზე წვრილი ნაწილაკების ზომა, ხოლო ამ ტიპის გრაფიტის ღირებულება ხშირად 4-6-ჯერ მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი გრაფიტის. გარდა ამისა, გრაფიტის ხელახალი გამოყენების შესაძლებლობა შედარებით დაბალია. წარმოების პროცესის გამო, გრაფიტის მხოლოდ მცირე ნაწილის გამოყენებაა შესაძლებელი რეპროდუცირებისა და გამოყენებისთვის. ელექტრული განმუხტვის დამუშავების შემდეგ ნარჩენების გრაფიტის ხელახალი გამოყენება ამ დროისთვის შეუძლებელია, რაც გარკვეულ სირთულეებს უქმნის საწარმოების გარემოსდაცვით მენეჯმენტს. ამ მხრივ, ჩვენ შეგვიძლია უზრუნველვყოთ მომხმარებლებისთვის ნარჩენების გრაფიტის უფასო გადამუშავება, რათა თავიდან ავიცილოთ მათი გარემოსდაცვითი სერტიფიცირების პრობლემები.

მექანიკური დამუშავების დროს დაქუცმაცება: რადგან გრაფიტი უფრო მყიფეა, ვიდრე სპილენძი, თუ გრაფიტი დამუშავდება სპილენძის ელექტროდების იგივე მეთოდით, ელექტროდების დაქუცმაცება ადვილია, განსაკუთრებით თხელნაწიბურიანი ელექტროდების დამუშავებისას. ამ მხრივ, ყალიბების მწარმოებლებს შეუძლიათ უფასო ტექნიკური დახმარების გაწევა. ეს ძირითადად მიიღწევა საჭრელი ხელსაწყოების შერჩევით, ხელსაწყოს გავლის გზით და დამუშავების პარამეტრების გონივრული კონფიგურაციით. ბუნებრივი ფანტელის გრაფიტის ნიმუშები ჩამოყალიბდა ცივი დაწნეხვით შემაკავშირებლის გარეშე, ბუნებრივი ფანტელის გრაფიტის გამოყენებით. შესაბამისად, შესწავლილი იქნა ფორმირების წნევის და წნევის შენარჩუნების დროის ცვლილებების გავლენა ნიმუშების სიმკვრივეზე, ფორიანობასა და მოღუნვის სიმტკიცეზე. თვისებრივად გაანალიზდა ბუნებრივი ფანტელის გრაფიტის ნიმუშების მიკროსტრუქტურასა და მოღუნვის სიმტკიცეს შორის ურთიერთობა. ბუნებრივი ფანტელის გრაფიტის ნიმუშების ანტიოქსიდანტური თვისებებისა და მექანიზმების შესასწავლად და განსახილველად შეირჩა ორი სისტემა: ბორის მჟავა - შარდოვანა და ტეტრაეთილის სილიკატი - აცეტონი - მარილმჟავა, შესაბამისად, ანტიოქსიდანტურ დამუშავებამდე და მის შემდეგ ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდის ნიმუშების ანტიოქსიდანტური თვისებებისა და მექანიზმების შესასწავლად და განსახილველად. კვლევის ძირითადი შინაარსი და შედეგები შემდეგია: შესწავლილი იქნა ბუნებრივი ფანტელის გრაფიტის ფორმირების მახასიათებლები და ფორმირების პირობების გავლენა მიკროსტრუქტურასა და თვისებებზე. შედეგები აჩვენებს, რომ რაც უფრო დიდია ბუნებრივი ფანტელისებრი გრაფიტის ნიმუშის ფორმირების წნევა, მით უფრო დიდია ნიმუშის სიმკვრივე და მოღუნვის სიმტკიცე, ხოლო რაც უფრო მცირეა ნიმუშის ფორიანობა. შეკავების წნევის დრო მცირე გავლენას ახდენს ნიმუშის სიმკვრივეზე. როდესაც ის 5 წუთზე მეტია, ნიმუშის ფორმირების უნარი უკეთესია. მოღუნვის სიმტკიცე აშკარა ანიზოტროპიას ავლენს და სხვადასხვა მიმართულებით საშუალო მოღუნვის სიმტკიცე შესაბამისად 5.95 მპა, 9.68 მპა და 12.70 მპა-ა. მოღუნვის სიმტკიცის ანიზოტროპია მჭიდრო კავშირშია გრაფიტის მიკროსტრუქტურასთან.

შესწავლილი იქნა ხსნარის მეთოდით და სოლის მეთოდით მომზადებული ბორ-აზოტის სისტემის და სილიციუმის სოლით დაფარული ბუნებრივი ფანტელების გრაფიტის ფხვნილის ანტიოქსიდანტური თვისებები. შედეგები აჩვენებს, რომ გაჟღენთვების რაოდენობის ზრდასთან ერთად, გრაფიტის ფხვნილის ზედაპირზე დაფარული სილიციუმის სოლის და ბორ-აზოტის სისტემის რაოდენობა იზრდება და ანტიოქსიდანტური თვისება უმჯობესდება. ბუნებრივი ფანტელების გრაფიტის საწყისი დაჟანგვის ტემპერატურაა 883 K, ხოლო დაჟანგვის წონის დაკარგვის სიჩქარე 923 K ტემპერატურაზე არის 407.6 მგ/გ/სთ. გრაფიტის ფხვნილი გაჟღენთილი იქნა შესაბამისად ცხრაჯერ ბორის მჟავა-შარდოვანას სისტემაში და ეთილსილიკატ-ეთანოლ-მარილმჟავას სისტემაში. 1273 K და N2 ატმოსფეროში 1 საათიანი თერმული დამუშავების შემდეგ, ბუნებრივი ფანტელების გრაფიტის დაჟანგვის წონის დაკარგვის სიჩქარე 923 K ტემპერატურაზე იყო შესაბამისად 47.9 მგ/გ/სთ და 206.1 მგ/გ/სთ. 1973K და 1723K N2 ატმოსფეროებში 1-საათიანი თერმული დამუშავების შემდეგ, შესაბამისად, 923K ტემპერატურაზე ბუნებრივი ფანტელების გრაფიტის დაჟანგვისა და წონის დაკლების სიჩქარე იყო შესაბამისად 3.0 მგ/გ/სთ და 42.0 მგ/გ/სთ; ორივე სისტემას შეუძლია შეამციროს ბუნებრივი ფანტელების გრაფიტის დაჟანგვისა და წონის დაკლების სიჩქარე, მაგრამ ბორის მჟავა-შარდოვანას სისტემის ანტიოქსიდანტური ეფექტი უკეთესია, ვიდრე ეთილსილიკატის-ეთანოლის-მარილის მჟავას სისტემის.

გრაფიტის ელექტროდები ძირითადად გამოიყენება მსხვილ ინდუსტრიებში, როგორიცაა ელექტროღუმელში ფოლადის წარმოება, მადნის ღუმელებში ფოსფორის წარმოება, მაგნეზიის ქვიშის ელექტროდნობა, ცეცხლგამძლე მასალების ელექტროდნობით მომზადება, ალუმინის ელექტროლიზი და სამრეწველო ფოსფორის, სილიციუმის და კალციუმის კარბიდის წარმოება. გრაფიტის ელექტროდები იყოფა ორ ტიპად: ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდები და ხელოვნური გრაფიტის ელექტროდები. ხელოვნურ გრაფიტის ელექტროდებთან შედარებით, ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდებს არ სჭირდებათ გრაფიტის ქიმიური პროცესი. შედეგად, ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდების წარმოების ციკლი მნიშვნელოვნად მცირდება, ენერგიის მოხმარება და დაბინძურება მნიშვნელოვნად მცირდება, ხოლო ხარჯები შესამჩნევად მცირდება. მათ აქვთ აშკარა ფასის უპირატესობები და ეკონომიკური სარგებელი, რაც ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდების განვითარების ერთ-ერთი მთავარი მიზეზია.

გარდა ამისა, ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდები ბუნებრივი გრაფიტის მაღალი დამატებული ღირებულების მქონე ღრმად დამუშავებული პროდუქტებია და მნიშვნელოვანი განვითარებისა და გამოყენების ღირებულება აქვთ. თუმცა, ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდების ფორმირების მახასიათებლები, დაჟანგვისადმი წინააღმდეგობა და მექანიკური თვისებები ამჟამად ჩამორჩება ხელოვნურ გრაფიტის ელექტროდებს, რაც მათი განვითარების მთავარ დაბრკოლებას წარმოადგენს. ამიტომ, ამ დაბრკოლებების გადალახვა ბუნებრივი გრაფიტის ელექტროდების გამოყენების განვითარების გასაღებია.

შესწავლილი იქნა ხსნარის მეთოდით და სოლის მეთოდით მომზადებული ბორ-აზოტის სისტემის და სილიციუმის სოლით დაფარული ბუნებრივი ფანტელების გრაფიტის ბლოკების ანტიოქსიდანტური თვისებები. შედეგები აჩვენებს, რომ სილიციუმის სოლით დაფარული ბუნებრივი გრაფიტის ბლოკების ანტიოქსიდანტური თვისება უარესდება გაჟღენთვების რაოდენობის ზრდასთან ერთად. ბორ-აზოტის სისტემით დაფარულ ბუნებრივ გრაფიტის ბლოკებს აქვთ უკეთესი ანტიოქსიდანტური თვისებები გაჟღენთვების რაოდენობის ზრდასთან ერთად. ბუნებრივი გრაფიტის ბლოკების დაჟანგვის წონის დაკარგვის სიჩქარე 923K და 1273K ტემპერატურაზე იყო შესაბამისად 122.432 მგ/გ/სთ და 191.214 მგ/გ/სთ. ბუნებრივი გრაფიტის ბლოკები გაჟღენთილი იქნა შესაბამისად ცხრაჯერ ბორის მჟავა-შარდოვანას სისტემაში და ეთილსილიკატის-ეთანოლი-მარილმჟავას სისტემაში. 1273K და N2 ატმოსფეროში 1 საათიანი თერმული დამუშავების შემდეგ, 923K ტემპერატურაზე დაჟანგვის წონის დაკარგვის სიჩქარე იყო შესაბამისად 20.477 მგ/გ/სთ და 28.753 მგ/გ/სთ. 1273K-ზე ისინი შესაბამისად 37.064 მგ/გ/სთ და 54.398 მგ/გ/სთ იყო; შესაბამისად 1973K და 1723K-ზე დამუშავების შემდეგ, 923K-ზე ბუნებრივი გრაფიტის ბლოკების დაჟანგვის წონის დაკარგვის სიჩქარე შესაბამისად 8.182 მგ/გ/სთ და 31.347 მგ/გ/სთ იყო; 1273K-ზე ისინი შესაბამისად 126.729 მგ/გ/სთ და 169.978 მგ/გ/სთ იყო; ორივე სისტემას შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს ბუნებრივი გრაფიტის ბლოკების დაჟანგვის წონის დაკარგვის სიჩქარე. ანალოგიურად, ბორის მჟავა-შარდოვანას სისტემის ანტიოქსიდანტური ეფექტი აღემატება ეთილსილიკატის-ეთანოლის-მარილმჟავას სისტემის ანტიოქსიდანტურ ეფექტს.