Graphitelektroden werden aus Petrolkoks, Nadelkoks und Steinkohlenteer als Bindemittel hergestellt. Nach dem Kalzinieren, Zerkleinern, Mischen, Kneten, Formen, erneuten Kalzinieren, Imprägnieren und der anschließenden mechanischen Bearbeitung entsteht ein hochtemperaturbeständiges, leitfähiges Graphitmaterial. Diese werden als künstliche Graphitelektroden (im Folgenden: Graphitelektroden) bezeichnet, um sie von natürlichen Graphitelektroden zu unterscheiden. Je nach Qualitätsmerkmalen lassen sie sich in Standard-, Hochleistungs- und Ultrahochleistungsgraphitelektroden unterteilen.
Hochleistungsgraphitelektroden werden aus hochwertigem Petrolkoks (oder minderwertigem Nadelkoks) hergestellt. Manchmal muss der Elektrodenkörper imprägniert werden. Ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften sind besser als die von gewöhnlichen Hochleistungsgraphitelektroden, wie z. B. ein niedriger Widerstand, der eine höhere Stromdichte ermöglicht.
Hochleistungsgraphitelektroden ermöglichen die Verwendung von Stromdichten von 18 ~ 25A/cm2 Graphitelektroden, die hauptsächlich bei der Stahlherstellung in Hochleistungs-Lichtbogenöfen eingesetzt werden.
Die Stahlerzeugung im Elektroofen ist ein Hauptabnehmer von Graphitelektroden. Die eAF-Stahlproduktion in China beträgt etwa 18 % der Rohstahlproduktion, wobei 70–80 % der gesamten Graphitelektrodenmenge für die Stahlerzeugung verwendet werden. Bei der Stahlerzeugung im Elektroofen wird die Graphitelektrode in den Ofenstrom eingeleitet. Zwischen dem durch die Hochtemperatur-Wärmequelle erzeugten Lichtbogen werden elektrische Elektroden und Ladungen zum Schmelzen verwendet.
Der Lichtbogenofen wird hauptsächlich zur Herstellung von industriellem gelbem Phosphor und Silizium usw. eingesetzt. Charakteristisch ist, dass der untere Teil der leitfähigen Elektrode in die Ofenladung eingebettet ist, sich innerhalb der Materialschicht ein Lichtbogen bildet und die Wärmeenergie der Ofenladung selbst zur Erhitzung der Ofenladung nutzt. Einer der für die hohe Stromdichte erforderlichen Lichtbogenöfen benötigt Graphitelektroden. Beispielsweise werden für die Herstellung von 1 t Silizium etwa 100 kg Graphitelektroden benötigt, und für die Herstellung von 1 t gelbem Phosphor werden etwa 40 kg Graphitelektroden benötigt.
Graphitisierungsöfen zur Herstellung von Graphitprodukten, Schmelzöfen zum Glasschmelzen und Elektroöfen zur Siliciumcarbid-Produktion zählen zu den Widerstandsöfen. Das Ofenmaterial dient sowohl als Heizwiderstand als auch als Heizgut. Üblicherweise ist die leitfähige Graphitelektrode am Ende des Widerstandsofens in die Ofenwand eingelassen und wird diskontinuierlich verbraucht.
Die blanke Graphitelektrode dient auch zur Bearbeitung verschiedener Tiegel, Formen, Schalen, Heizkörper und anderer Graphitprodukte mit Sonderformen. Beispielsweise werden in der Quarzglasindustrie 10 Tonnen Graphitelektrodenrohlinge für die Herstellung von 1 Tonne Sicherungsrohren benötigt; für die Produktion von 1 Tonne Quarzglas werden 100 kg Graphitelektrodenrohlinge benötigt.
Seit Beginn des vierten Quartals 2016 hat die Bekämpfung veralteter Produktionskapazitäten im Eisen- und Stahlsektor mit der Förderung angebotsseitiger Reformen plötzlich höchste Priorität erlangt. Am 10. Januar 2017 erklärte der stellvertretende Direktor der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission auf der CISA-Ratssitzung 2017, dass alle Bodenbewehrungen bis zum 30. Juni 2017 entfernt werden müssten. Chinas Gesamtkapazität für eAF-Stahl betrug 2017 rund 120 Millionen Tonnen, davon waren 86,6 Millionen Tonnen in Produktion und 15,6 Millionen Tonnen stillgelegt. Ende Oktober 2017 lag die Produktionskapazität der eAF-Stahlwerke bei rund 26,5 Millionen Tonnen, wovon etwa 30 % wieder in Betrieb genommen worden waren. Aufgrund der Kapazitätsreduzierung bei Mittelfrequenzöfen wird die Produktion von Elektroofenstahl verstärkt aufgenommen, und die wirtschaftlichen Vorteile dieser Stahlsorte sind deutlich erkennbar. Bei Stahl aus Elektroöfen besteht eine gute Nachfrage nach Hochleistungs- und Ultrahochleistungs-Graphitelektroden und eine hohe Kaufbereitschaft.
Im Jahr 2017 schnellten die Inlandspreise für Graphitelektroden in die Höhe, und die Auslandsnachfrage stieg. Sowohl der Inlands- als auch der Auslandsmarkt erholten sich. In China führte die Abschaffung der „Bodenstahl“-Maßnahmen, die Erhöhung der Kapazität von Elektrolichtbogenöfen, die umweltschonenden Produktionsbeschränkungen für Kohlenstoffunternehmen und weitere Faktoren zu einem rasanten Preisanstieg für Graphitelektroden im Jahr 2017. Dies deutet auf ein Angebotsdefizit auf dem chinesischen Markt hin. Gleichzeitig zeigt das Wachstum des chinesischen Graphitelektrodenmarktes eine starke Auslandsnachfrage. Trotz der hohen Nachfrage im In- und Ausland herrscht weiterhin ein Angebotsengpass in der Branche.
Daher ist die Investitionsattraktivität der Hochleistungsgraphitelektrodenindustrie weiterhin hoch.
Mit der Entwicklung der globalen Eisen- und Stahlindustrie, der schrittweisen Vergrößerung der Elektrolichtbogenöfen, der Nutzung von Hochleistungs-Elektrolichtbogenöfen und der computergesteuerten automatischen Steuerung nimmt auch der Einsatz von Hochleistungs-Elektrolichtbogenöfen zu, was den Einsatz von Hochleistungs-Graphitelektroden fördert.
Im Vergleich zu den USA, Europa, Japan und anderen Industrieländern und -regionen entwickelte sich Chinas Hochleistungsgraphitelektrodenindustrie erst spät und war anfangs hauptsächlich auf Importe angewiesen. Die Produktion deckte den Bedarf bei Weitem nicht. Angetrieben durch die Entwicklung der Eisen- und Stahlindustrie und den technologischen Fortschritt, konnte China das ausländische Technologiemonopol schrittweise brechen. Die Produktionskapazität für Hochleistungsgraphitelektroden stieg kontinuierlich, und auch die Produktqualität verbesserte sich rasant. Mittlerweile erzielen in China hergestellte Hochleistungsgraphitelektroden in Elektrolichtbogenöfen hervorragende Ergebnisse, und alle Leistungskennzahlen des Produkts entsprechen internationalem Spitzenniveau. Chinas Hochleistungsgraphitelektroden werden nicht nur auf dem Inlandsmarkt eingesetzt, sondern auch in großem Umfang exportiert, sodass die Nachfrage nach Importen gering ist.
Die Entwicklung der Hochofen-Stahlerzeugung hin zu Hochleistungsanlagen ist ein wichtiger Trend in der Elektrostahlindustrie. Zukünftig wird die Produktion von Hochleistungs-Elektroofen-Stahl steigen, wodurch auch der Bedarf an Hochleistungs-Graphitelektroden zunimmt und die Produktion dieser Elektroden in China ankurbelt. Inländische Hersteller von Hochleistungs-Graphitelektroden können ihre Wertschöpfungskette erweitern, Rohstoffe erforschen und entwickeln sowie Produktionsanlagen bauen. Dies kann die Betriebskosten effektiv senken und die Rentabilität steigern.
Veröffentlichungsdatum: 31. Mai 2022