Graphitelektroden sind ein wichtiger Bestandteil der EAF-Stahlherstellung, machen aber nur einen geringen Teil der Stahlproduktionskosten aus. Für die Herstellung einer Tonne Stahl werden 2 kg Graphitelektroden benötigt.
Warum Graphitelektroden verwenden?
Die Graphitelektrode ist der Hauptheizleiter im Lichtbogenofen. Elektrolichtbogenöfen (EAF) dienen dem Einschmelzen von Schrott aus alten Autos oder Haushaltsgeräten zur Herstellung von neuem Stahl.
Die Baukosten eines Elektrolichtbogenofens sind niedriger als die eines herkömmlichen Hochofens. Herkömmliche Hochöfen stellen Stahl aus Eisenerz her und verwenden Kokskohle als Brennstoff. Die Stahlerzeugung ist jedoch teurer und die Umweltbelastung erheblich. Der Elektrolichtbogenofen hingegen nutzt Stahlschrott und Strom, wodurch die Umwelt kaum belastet wird.
Die Graphitelektrode dient zur Montage der Elektrode und der Ofenabdeckung und lässt sich auf und ab bewegen. Der Strom fließt durch die Elektrode und erzeugt einen Hochtemperatur-Lichtbogen, der den Stahlschrott schmilzt. Die Elektroden können einen Durchmesser von bis zu 800 mm und eine Länge von bis zu 2800 mm aufweisen. Das maximale Gewicht beträgt über zwei Tonnen.
Graphitelektrodenverbrauch
Zur Herstellung einer Tonne Stahl werden 2 Kilogramm (4,4 Pfund) Graphitelektroden benötigt.
Graphitelektrodentemperatur
Die Spitze der Elektrode erreicht 3000 Grad Celsius, die Hälfte der Oberflächentemperatur der Sonne. Die Elektrode besteht aus Graphit, da nur Graphit solch hohen Temperaturen standhält.
Dann wird der Ofen auf die Seite gelegt und der flüssige Stahl in große Fässer gegossen. Die Gießpfanne befördert den flüssigen Stahl anschließend zur Stranggießanlage des Stahlwerks, wo aus dem recycelten Stahlschrott ein neues Produkt hergestellt wird.
Die Graphitelektrode verbraucht Strom.
Für den Prozess wird so viel Strom benötigt, wie eine Stadt mit 100.000 Einwohnern versorgen könnte. In einem modernen Elektrolichtbogenofen dauert ein Schmelzvorgang typischerweise 90 Minuten und kann 150 Tonnen Stahl produzieren, genug für die Herstellung von 125 Autos.
Rohstoff
Nadelkoks ist der Hauptrohstoff für die Elektroden, deren Herstellung drei bis sechs Monate dauern kann. Laut Herstellerangaben umfasst der Prozess das Rösten und erneute Imprägnieren, 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 aus dem bei der Koksherstellung anfallenden Kohlenteer Kohlekoks gewonnen wird.
Veröffentlichungsdatum: 30. Oktober 2020