L'elettrodo di grafite si riferisce al coke di petrolio, al coke aghiforme come materia prima, al catrame di carbone come adesivo, dopo calcinazione, frantumazione, macinazione, miscelazione, impastamento, stampaggio, calcinazione, impregnazione, grafite e lavorazione meccanica, per realizzare un tipo di materiale conduttivo di grafite resistente alle alte temperature, chiamato elettrodo di grafite artificiale (di seguito denominato elettrodo di grafite), per distinguerlo dalla grafite naturale utilizzata come materia prima per la preparazione dell'elettrodo di grafite naturale. In base al suo indice di qualità, può essere suddiviso in elettrodo di grafite a potenza ordinaria, elettrodo di grafite ad alta potenza ed elettrodo di grafite ad altissima potenza.
L'elettrodo di grafite ad alta potenza è prodotto con coke di petrolio di alta qualità (o coke aghiforme di bassa qualità), a volte il corpo dell'elettrodo deve essere impregnato, le sue proprietà fisiche e meccaniche sono superiori a quelle dell'elettrodo di grafite di potenza ordinario, come la bassa resistività, che consente una maggiore densità di corrente.
L'elettrodo di grafite ad alta potenza consente l'utilizzo di una densità di corrente di 18 ~ 25 A/cm² ed è impiegato principalmente nella produzione di acciaio tramite forni ad arco ad alta potenza.
La produzione di acciaio in forno elettrico è uno dei principali utilizzatori di elettrodi di grafite. La produzione di acciaio in forno elettrico in Cina rappresenta circa il 18% della produzione totale di acciaio grezzo, e gli elettrodi di grafite utilizzati in questo processo costituiscono il 70-80% del totale. La produzione di acciaio in forno elettrico prevede l'utilizzo di elettrodi di grafite che vengono inseriti nella corrente del forno, sfruttando le scariche elettriche e la carica generata dall'arco elettrico prodotto dalla fonte di calore ad alta temperatura per la fusione.
Il forno ad arco è utilizzato principalmente nella produzione di fosforo giallo industriale e silicio, ecc. La sua caratteristica è che la parte inferiore dell'elettrodo conduttivo è interrata nella carica del forno, l'arco si forma all'interno dello strato di materiale e utilizza la resistenza della carica stessa per riscaldare la carica del forno. Uno dei forni ad arco ad alta densità di corrente richiesti necessita di elettrodi di grafite; ad esempio, per produrre 1 tonnellata di silicio, il consumo di elettrodi di grafite è di circa 100 kg, mentre per produrre 1 tonnellata di fosforo giallo sono necessari circa 40 kg di elettrodi di grafite.
Il forno di grafitizzazione per la produzione di prodotti in grafite, il forno di fusione per la fusione del vetro e il forno elettrico per la produzione di carburo di silicio appartengono alla tipologia dei forni a resistenza. Il materiale all'interno del forno funge sia da resistenza che da elemento riscaldante. Solitamente, l'elettrodo conduttivo di grafite è incorporato nella parete del forno all'estremità del forno a resistenza e viene utilizzato per il consumo discontinuo in questa zona.
L'elettrodo di grafite grezzo viene utilizzato anche per la lavorazione di vari crogioli, stampi, recipienti, corpi riscaldanti e altri prodotti in grafite di forma speciale. Ad esempio, nell'industria del vetro al quarzo, sono necessarie 10 tonnellate di billette di elettrodi di grafite per ogni tonnellata di tubo fusibile elettrico prodotto; 100 kg di billette di elettrodi di grafite sono necessari per produrre 1 tonnellata di mattone di quarzo.
Dall'inizio del quarto trimestre del 2016, con la promozione di politiche di riforma dal lato dell'offerta nell'industria siderurgica, la repressione dell'acciaio per pavimenti è improvvisamente diventata la massima priorità per eliminare la capacità produttiva obsoleta. Il 10 gennaio 2017, il vicedirettore della Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma ha dichiarato, durante la riunione del Consiglio della CISA del 2017, che tutte le barre per pavimenti avrebbero dovuto essere rimosse entro il 30 giugno 2017. Nel 2017, la capacità totale cinese di acciaio per forni elettrici ad arco (eAF) era di circa 120 milioni di tonnellate, di cui 86,6 milioni di tonnellate in produzione e 15,6 milioni di tonnellate fuori produzione. Alla fine di ottobre 2017, la capacità produttiva di eAF era di circa 26,5 milioni di tonnellate, di cui circa il 30% era stato riattivato. Colpito dalla riduzione della capacità dei forni a media frequenza, l'acciaio per forni elettrici è stato attivamente rilanciato e il vantaggio economico dell'acciaio per forni elettrici è notevole. L'acciaio per forni elettrici ha una buona domanda di elettrodi di grafite ad alta e altissima potenza e un elevato interesse all'acquisto.
Nel 2017, il prezzo interno degli elettrodi di grafite è salito alle stelle, mentre la domanda estera è aumentata. Sia il mercato interno che quello estero sono tornati a prosperare. In Cina, a causa della liquidazione delle "acciaierie a pavimento", dell'aumento della capacità dei forni ad arco elettrico, dei limiti di produzione per la tutela ambientale imposti alle imprese del settore del carbonio e di altri fattori, il prezzo interno degli elettrodi di grafite è schizzato alle stelle nel 2017, indicando una carenza di offerta sul mercato interno. Allo stesso tempo, la crescita della produzione cinese di elettrodi di grafite dimostra che la domanda estera è forte. Sia a livello nazionale che internazionale si registra una forte domanda di elettrodi di grafite, ma il settore continua a trovarsi in una situazione di carenza di offerta.
Pertanto, l'attrattiva degli investimenti nel settore degli elettrodi di grafite ad alta potenza rimane elevata.
Con lo sviluppo dell'industria siderurgica globale, i forni ad arco elettrico si sono gradualmente evoluti raggiungendo dimensioni maggiori, potenze elevatissime e sistemi di controllo automatico computerizzato, favorendo così l'utilizzo di forni ad arco elettrico ad alta potenza e promuovendo l'impiego di elettrodi di grafite ad alta potenza.
Rispetto a Stati Uniti, Europa, Giappone e altri paesi e regioni sviluppati, l'industria cinese degli elettrodi di grafite ad alta potenza ha iniziato tardi, basandosi inizialmente soprattutto sulle importazioni, con una produzione ben lontana dalla domanda. Grazie allo sviluppo dell'industria siderurgica e al progresso tecnologico, la Cina ha gradualmente superato il monopolio tecnologico dei paesi stranieri, aumentando la capacità produttiva di elettrodi di grafite ad alta potenza e migliorando rapidamente la qualità del prodotto. Attualmente, gli elettrodi di grafite ad alta potenza prodotti in Cina hanno ottenuto ottimi risultati nei forni ad arco elettrico di grandi dimensioni, raggiungendo livelli di eccellenza a livello internazionale. La Cina non solo rifornisce il mercato interno, ma esporta anche una grande quantità di prodotti all'estero, riducendo la domanda di importazioni.
Lo sviluppo della siderurgia ad alta potenza rappresenta un trend importante per l'industria siderurgica elettrica. In futuro, la produzione di siderurgia ad alta potenza aumenterà, e di conseguenza aumenterà anche la domanda di elettrodi di grafite ad alta potenza, stimolando la produzione di tali elettrodi in Cina. Le imprese nazionali produttrici di elettrodi di grafite ad alta potenza potranno ampliare la propria catena industriale, investire nella ricerca e sviluppo di materie prime e nella costruzione di impianti di produzione, riducendo efficacemente i costi aziendali e migliorando la redditività.
Data di pubblicazione: 31 maggio 2022