Gli elettrodi di grafite sono l'elemento riscaldante principale utilizzato in un forno ad arco elettrico, un processo di produzione dell'acciaio in cui rottami provenienti da vecchie auto o elettrodomestici vengono fusi per produrre nuovo acciaio.
I forni ad arco elettrico sono più economici da costruire rispetto ai tradizionali altiforni, che producono acciaio dal minerale di ferro e sono alimentati a carbone da coke. Tuttavia, il costo di produzione dell'acciaio è più elevato poiché utilizzano rottami di acciaio e sono alimentati a elettricità.
Gli elettrodi sono parte integrante del coperchio del forno e sono assemblati in colonne. L'elettricità passa attraverso gli elettrodi, formando un arco di calore intenso che fonde l'acciaio di scarto. Le dimensioni degli elettrodi variano notevolmente, ma possono raggiungere un diametro di 0,75 metri e una lunghezza di ben 2,8 metri. I più grandi pesano oltre due tonnellate.
Per produrre una tonnellata di acciaio occorrono fino a 3 kg (6,6 libbre) di elettrodi di grafite.
La punta dell'elettrodo raggiungerà i 3.000 gradi Celsius, metà della temperatura della superficie del sole. Gli elettrodi sono realizzati in grafite perché solo la grafite è in grado di resistere a un calore così intenso.
Il forno viene quindi inclinato su un fianco per versare l'acciaio fuso in enormi secchi chiamati siviere. Le siviere trasportano poi l'acciaio fuso alla colata continua dell'acciaieria, che produce nuovi prodotti a partire dagli scarti riciclati.
L'energia elettrica necessaria per questo processo è sufficiente ad alimentare una città di 100.000 abitanti. Ogni fusione in un moderno forno ad arco elettrico richiede in genere circa 90 minuti e produce 150 tonnellate di acciaio, sufficienti per circa 125 automobili.
Il coke aghiforme è la principale materia prima utilizzata negli elettrodi, la cui produzione, secondo i produttori, può richiedere fino a sei mesi, con processi che includono cottura e ricottura per convertire il coke in grafite.
Esistono due tipi di coke aghiforme: quello derivato dal petrolio e quello derivato dal carbone, ed entrambi possono essere utilizzati per produrre elettrodi di grafite. Il "petcoke" è un sottoprodotto del processo di raffinazione del petrolio, mentre il coke aghiforme derivato dal carbone è ottenuto dal catrame di carbone che si forma durante la produzione del coke.
Di seguito sono elencati i principali produttori mondiali di elettrodi di grafite, classificati in base alla capacità produttiva nel 2016:
Nome dell'azienda Sede centrale Capacità Azioni
(,000 tonnellate) YTD %
GrafTech US 191 Privato
Internazionale
Fangda Carbon China 165 +264
*SGL Carbon Germany 150 +64
*Showa Denko Giappone 139 +98
KK
Graphite India India 98 +416
Ltd
HEG India 80 +562
Tokai Carbon Giappone 64 +137
Co Ltd
Nippon Carbon Japan 30 +84
Co Ltd
SEC Carbon Japan 30 +98
*Nell'ottobre del 2016 SGL Carbon ha annunciato la vendita della sua divisione di elettrodi di grafite a Showa Denko.
Fonti: GrafTech International, UK Steel, Tokai Carbon Co Ltd
Data di pubblicazione: 21 maggio 2021