Elektrody grafitowe są głównym elementem grzejnym stosowanym w piecach łukowych elektrycznych – procesie produkcji stali, w którym złom ze starych samochodów lub urządzeń jest przetapiany w celu uzyskania nowej stali.
Piece łukowe są tańsze w budowie niż tradycyjne wielkie piece, które wytwarzają stal z rudy żelaza i opalane są węglem koksowym. Koszt produkcji stali jest jednak wyższy, ponieważ wykorzystują złom stalowy i są zasilane energią elektryczną.
Elektrody stanowią część pokrywy pieca i są zmontowane w kolumny. Następnie przez elektrody przepływa prąd elektryczny, tworząc łuk o wysokiej temperaturze, który topi złom stalowy. Elektrody różnią się znacznie rozmiarem, ale mogą mieć średnicę do 0,75 metra (2,5 stopy) i długość do 2,8 metra (9 stóp). Największe ważą ponad dwie tony metryczne.
Do wyprodukowania jednej tony stali potrzeba aż 3 kg (6,6 funta) elektrod grafitowych.
Końcówka elektrody osiągnie temperaturę 3000 stopni Celsjusza, czyli połowę temperatury powierzchni Słońca. Elektrody wykonane są z grafitu, ponieważ tylko grafit jest w stanie wytrzymać tak wysokie temperatury.
Następnie piec przechyla się na bok, aby zlać stopioną stal do gigantycznych wiader zwanych kadziami. Kadzie transportują następnie stopioną stal do odlewni w huty stali, która wytwarza nowe produkty z odzyskanego złomu.
Energia elektryczna potrzebna do tego procesu wystarcza do zasilenia miasta liczącego 100 000 mieszkańców. Każdy wytop w nowoczesnym piecu łukowym trwa zazwyczaj około 90 minut i pozwala uzyskać 150 ton stali, co wystarcza na około 125 samochodów.
Koks igłowy to główny surowiec używany w elektrodach. Według producentów jego produkcja może trwać nawet sześć miesięcy, a procesy takie jak wypalanie i ponowne wypalanie mają na celu przekształcenie koksu w grafit.
Istnieje koks igłowy na bazie ropy naftowej i koks igłowy na bazie węgla, a oba mogą być używane do produkcji elektrod grafitowych. „Koks naftowy” jest produktem ubocznym procesu rafinacji ropy naftowej, natomiast koks igłowy na bazie węgla powstaje ze smoły węglowej powstającej podczas produkcji koksu.
Poniżej przedstawiamy największych producentów elektrod grafitowych na świecie według ich zdolności produkcyjnych w 2016 r.:
Nazwa firmy Siedziba Pojemność Udziały
(tys. ton) % od początku roku
GrafTech US 191 Prywatny
Międzynarodowy
Fangda Carbon Chiny 165 +264
*SGL Carbon Niemcy 150 +64
*Show Denko Japonia 139 +98
KK
Graphite India Indie 98 +416
Sp. z o.o.
HEG Indie 80 +562
Tokai Carbon Japan 64 +137
Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Nippon Carbon Japonia 30 +84
Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
SEC Carbon Japonia 30 +98
*W październiku 2016 r. firma SGL Carbon poinformowała o zamiarze sprzedaży swojego biznesu elektrod grafitowych firmie Showa Denko.
Źródła: GrafTech International, UK Steel, Tokai Carbon Co Ltd
Czas publikacji: 21 maja 2021 r.