Graphitelektroden sind das wichtigste Heizelement in einem Elektrolichtbogenofen, einem Stahlherstellungsverfahren, bei dem Schrott aus alten Autos oder Haushaltsgeräten eingeschmolzen wird, um neuen Stahl zu erzeugen.
Elektrolichtbogenöfen sind im Bau günstiger als herkömmliche Hochöfen, die Stahl aus Eisenerz herstellen und mit Kokskohle befeuert werden. Die Stahlerzeugungskosten sind jedoch höher, da sie Stahlschrott verwenden und mit Strom betrieben werden.
Die Elektroden sind Bestandteil des Ofendeckels und zu Säulen angeordnet. Durch die Elektroden fließt Strom, wodurch ein Lichtbogen mit intensiver Hitze entsteht, der den Stahlschrott schmilzt. Die Elektroden variieren stark in ihrer Größe, können aber bis zu 0,75 Meter Durchmesser und bis zu 2,8 Meter Länge erreichen. Die größten wiegen mehr als zwei Tonnen.
Für die Herstellung einer Tonne Stahl werden bis zu 3 kg Graphitelektroden benötigt.
Die Spitze der Elektrode erreicht 3000 Grad Celsius, die Hälfte der Temperatur der Sonnenoberfläche. Die Elektroden bestehen aus Graphit, da nur Graphit solch extremer Hitze standhält.
Der Ofen wird dann auf die Seite gekippt, um den flüssigen Stahl in riesige Gießpfannen zu füllen. Die Gießpfannen transportieren den flüssigen Stahl anschließend zur Stranggießanlage des Stahlwerks, wo aus dem recycelten Schrott neue Produkte hergestellt werden.
Die für diesen Prozess benötigte elektrische Energie reicht aus, um eine Stadt mit 100.000 Einwohnern zu versorgen. Jeder Schmelzvorgang in einem modernen Elektrolichtbogenofen dauert typischerweise etwa 90 Minuten und ergibt 150 Tonnen Stahl, genug für etwa 125 Autos.
Nadelkoks ist der wichtigste Rohstoff für die Elektroden. Laut Herstellerangaben kann die Herstellung bis zu sechs Monate dauern und umfasst Prozesse wie das Brennen und erneute Brennen, um den Koks in Graphit umzuwandeln.
Es gibt Nadelkoks auf Erdölbasis und Nadelkoks auf Kohlebasis, die beide zur Herstellung von Graphitelektroden verwendet werden können. Erdölkoks ist ein Nebenprodukt der Erdölraffination, während Nadelkoks auf Kohlebasis aus Kohlenteer hergestellt wird, der bei der Koksherstellung anfällt.
Nachfolgend sind die weltweit führenden Hersteller von Graphitelektroden nach Produktionskapazität im Jahr 2016 aufgeführt:
Firmenname Hauptsitz Kapazität Aktien
(.000 Tonnen) YTD %
GrafTech US 191 Privat
International
Fangda Carbon China 165 +264
*SGL Carbon Germany 150 +64
*Showa Denko Japan 139 +98
KK
Graphite India India 98 +416
Ltd
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
Veröffentlichungsdatum: 21. Mai 2021