Graphitelektroden sind das Hauptheizelement in einem Elektrolichtbogenofen, einem Stahlherstellungsprozess, bei dem Schrott aus alten Autos oder Geräten geschmolzen wird, um neuen Stahl herzustellen.
Elektrolichtbogenöfen sind kostengünstiger zu bauen als herkömmliche Hochöfen, die Stahl aus Eisenerz herstellen und mit Kokskohle betrieben werden. Allerdings sind die Kosten für die Stahlherstellung höher, da sie Stahlschrott verwenden und mit Strom betrieben werden.
Die Elektroden sind Teil des Ofendeckels und zu Säulen zusammengesetzt. Anschließend fließt Strom durch die Elektroden und erzeugt einen Lichtbogen intensiver Hitze, der den Stahlschrott schmilzt. Die Größe der Elektroden ist sehr unterschiedlich, sie können jedoch einen Durchmesser von bis zu 0,75 Metern (2,5 Fuß) und eine Länge von bis zu 2,8 Metern (9 Fuß) haben. Die größten wiegen mehr als zwei Tonnen.
Für die Herstellung einer Tonne Stahl werden bis zu 3 kg (6,6 lb) Graphitelektroden benötigt.
Die Spitze der Elektrode erreicht eine Temperatur von 3.000 Grad Celsius, was der Hälfte der Temperatur der Sonnenoberfläche entspricht. Elektroden bestehen aus Graphit, da nur Graphit einer so starken Hitze standhalten kann.
Anschließend wird der Ofen auf die Seite gekippt, um den geschmolzenen Stahl in riesige Eimer, sogenannte Pfannen, zu gießen. Anschließend transportieren die Pfannen den geschmolzenen Stahl zur Gießanlage des Stahlwerks, die aus dem recycelten Schrott neue Produkte herstellt.
Der für diesen Prozess benötigte Strom reicht aus, um eine Stadt mit 100.000 Einwohnern zu versorgen. Jede Schmelze in einem modernen Elektrolichtbogenofen dauert typischerweise etwa 90 Minuten und ergibt 150 Tonnen Stahl, genug für etwa 125 Autos.
Nadelkoks ist der Hauptrohstoff für die Elektroden, deren Herstellung nach Angaben der Hersteller bis zu sechs Monate dauern kann, wobei Prozesse wie Backen und erneutes Backen zur Umwandlung des Kokses in Graphit erforderlich sind.
Es gibt Nadelkoks auf Erdölbasis und Nadelkoks auf Kohlebasis, und beide können zur Herstellung von Graphitelektroden verwendet werden. „Pet Coke“ ist ein Nebenprodukt des Ölraffinierungsprozesses, während Nadelkoks auf Kohlebasis aus Kohlenteer hergestellt wird, der bei der Koksproduktion anfällt.
Nachfolgend sind die weltweit führenden Hersteller von Graphitelektroden aufgeführt, sortiert nach Produktionskapazität im Jahr 2016:
Firmenname, Hauptsitz, Kapazität, Anteile
(.000 Tonnen) YTD %
GrafTech US 191 Privat
International
Fangda Carbon China 165 +264
*SGL Carbon Deutschland 150 +64
*Showa Denko Japan 139 +98
KK
Graphit Indien Indien 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
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Mai 2021