Graphitelektroden sind das wichtigste Heizelement in einem Lichtbogenofen, einem Stahlherstellungsprozess, bei dem Schrott von alten Autos oder Geräten geschmolzen wird, um neuen Stahl zu produzieren.
Elektrolichtbogenöfen sind günstiger zu bauen als herkömmliche Hochöfen, die Stahl aus Eisenerz herstellen und mit Kokskohle betrieben werden. Allerdings sind die Kosten der Stahlerzeugung höher, da sie Stahlschrott verwenden und mit Strom betrieben werden.
Die Elektroden sind Teil des Ofendeckels und zu Säulen angeordnet. Strom fließt durch die Elektroden und erzeugt einen intensiven Hitzebogen, der den Stahlschrott schmilzt. Die Elektroden variieren stark in der Größe, können aber bis zu 0,75 Meter (2,5 Fuß) im Durchmesser und bis zu 2,8 Meter (9 Fuß) lang sein. Die größten Elektroden wiegen über zwei Tonnen.
Zur Herstellung einer Tonne Stahl werden bis zu 3 kg (6,6 lb) Graphitelektroden benötigt.
Die Spitze der Elektrode erreicht 3.000 Grad Celsius, die Hälfte der Temperatur der Sonnenoberfläche. Elektroden bestehen aus Graphit, da nur Graphit solch großer Hitze standhalten kann.
Anschließend wird der Ofen auf die Seite gekippt, um den geschmolzenen Stahl in riesige Eimer, sogenannte Schöpfkellen, zu gießen. Die Schöpfkellen transportieren den geschmolzenen Stahl dann zur Gießanlage des Stahlwerks, wo aus dem recycelten Schrott neue Produkte hergestellt werden.
Der für diesen Prozess benötigte Strom reicht aus, um eine Stadt mit 100.000 Einwohnern mit Strom zu versorgen. Jede Schmelze in einem modernen Lichtbogenofen dauert typischerweise etwa 90 Minuten und produziert 150 Tonnen Stahl, genug für etwa 125 Autos.
Nadelkoks ist der wichtigste Rohstoff für die Elektroden. Die Herstellung dieser Elektroden kann laut Hersteller bis zu sechs Monate dauern. Die dabei erforderlichen Prozesse umfassen Brennen und erneutes Brennen, um den Koks in Graphit umzuwandeln.
Es gibt Nadelkoks auf Petroleum- und auf Kohlebasis. Beide können zur Herstellung von Graphitelektroden verwendet werden. Petrolkoks ist ein Nebenprodukt der Ölraffination, während Nadelkoks auf Kohlebasis aus Kohlenteer hergestellt wird, der bei der Koksherstellung entsteht.
Nachfolgend sind die weltweit größten Hersteller von Graphitelektroden aufgeführt, sortiert nach ihrer Produktionskapazität im Jahr 2016:
Firmenname Hauptsitz Kapazität Anteile
(.000 Tonnen) YTD %
GrafTech US 191 Privat
Internationales
Fangda Carbon China 165 +264
*SGL Carbon Deutschland 150 +64
*Showa Denko Japan 139 +98
KK
Graphit Indien Indien 98 +416
GmbH
HEG Indien 80 +562
Tokai Carbon Japan 64 +137
Co Ltd
Nippon Carbon Japan 30 +84
Co Ltd
SEC Carbon Japan 30 +98
*SGL Carbon gab im Oktober 2016 bekannt, dass es sein Graphitelektrodengeschäft an Showa Denko verkaufen wird.
Quellen: GrafTech International, UK Steel, Tokai Carbon Co Ltd
Beitragszeit: 21. Mai 2021