Für verschiedene Arten von Kohlenstoff- und Graphitelektrodenprodukten gelten je nach Anwendungsbereich spezielle Anforderungen und Qualitätsmerkmale. Bei der Auswahl der Rohstoffe für ein bestimmtes Produkt sollte daher zunächst geprüft werden, wie diese speziellen Anforderungen und Qualitätsmerkmale erfüllt werden können.
(1) Die Auswahl von Rohstoffen für leitende Graphitelektroden, die in elektrometallurgischen Prozessen wie der EAF-Stahlherstellung verwendet werden.
Die in elektrometallurgischen Prozessen wie der EAF-Stahlherstellung verwendete leitfähige Graphitelektrode muss eine gute Leitfähigkeit, ausreichende mechanische Festigkeit, gute Beständigkeit gegen Abschrecken und Erhitzen bei hohen Temperaturen, Korrosionsbeständigkeit und einen geringen Verunreinigungsgehalt aufweisen.
① Hochwertige Graphitelektroden werden aus Petrolkoks, Pechkoks und anderen aschearmen Rohstoffen hergestellt. Die Produktion von Graphitelektroden erfordert jedoch mehr Ausrüstung, einen langen Prozessablauf und eine komplexe Technologie; der Energieverbrauch für 1 t Graphitelektrode beträgt 6000–7000 kWh.
② Hochwertiger Anthrazit oder metallurgischer Koks dient als Rohmaterial für die Herstellung von Kohlenstoffelektroden. Für die Herstellung von Kohlenstoffelektroden ist keine Graphitisierungsanlage erforderlich; die übrigen Produktionsprozesse entsprechen denen der Graphitelektrodenherstellung. Die Leitfähigkeit von Kohlenstoffelektroden ist deutlich geringer als die von Graphitelektroden. Der spezifische Widerstand von Kohlenstoffelektroden ist in der Regel 2-3 Mal höher als der von Graphitelektroden. Der Aschegehalt variiert mit der Qualität des Rohmaterials und liegt bei etwa 10 %. Durch eine spezielle Reinigung kann der Aschegehalt von Anthrazit auf unter 5 % gesenkt werden. Durch weitere Graphitisierung lässt sich der Aschegehalt des Endprodukts auf etwa 1,0 % reduzieren. Kohlenstoffelektroden eignen sich zum Schmelzen von gängigem EAF-Stahl und Ferrolegierungen.
③ Aus Naturgraphit als Rohmaterial wurde eine Naturgraphitelektrode hergestellt. Naturgraphit kann nur nach sorgfältiger Auswahl und Reduzierung des Aschegehalts verwendet werden. Der spezifische Widerstand einer Naturgraphitelektrode ist etwa doppelt so hoch wie der einer graphitierten Elektrode. Allerdings ist ihre mechanische Festigkeit relativ gering, wodurch sie im Gebrauch leicht bricht. In Gebieten mit reichhaltigen Naturgraphitvorkommen kann die Herstellung von Naturgraphitelektroden zur Versorgung kleiner Elektrolichtbogenöfen (EAF) für die Stahlerzeugung in EAFs erfolgen. Die für die Herstellung von leitfähigen Elektroden aus Naturgraphit erforderlichen Anlagen und Technologien sind einfach zu handhaben und zu beherrschen.
④ Graphitelektroden werden durch Zerkleinern und Mahlen von Schnittresten oder Abfallprodukten zur Herstellung von regenerierten Elektroden (oder graphitisierten Bruchelektroden) verwendet. Der Aschegehalt des Produkts ist gering (ca. 1 %), und seine Leitfähigkeit ist schlechter als die von graphitierten Elektroden. Sein spezifischer Widerstand ist etwa 1,5-mal so hoch wie der von graphitierten Elektroden, seine Anwendungseigenschaften sind jedoch besser als die von Naturgraphitelektroden. Obwohl die Technologie und die Anlagen zur Herstellung regenerierter Elektroden leicht zu erlernen sind, ist die Rohstoffquelle für die Graphitisierung begrenzt, weshalb dieses Verfahren nicht zukunftsfähig ist.
Veröffentlichungsdatum: 11. Juni 2021