Графитовый электрод изготавливается из нефтяного кокса, игольчатого кокса и каменноугольной смолы в качестве сырья. После обжига, измельчения, смешивания, замешивания, формования, обжига, пропитки и механической обработки сырья, изготавливается высокотемпературный графитовый проводящий материал, называемый искусственным графитовым электродом (далее – графитовый электрод), в отличие от природного графита, используемого в качестве сырья для изготовления природного графитового электрода. По показателям качества его можно разделить на обычный мощный графитовый электрод, мощный графитовый электрод и сверхмощный графитовый электрод.
Высокомощный графитовый электрод изготавливается из высококачественного нефтяного кокса (или низкосортного игольчатого кокса), иногда требуется пропитка корпуса электрода. Его физико-механические свойства выше, чем у обычного силового графитового электрода, например, низкое удельное сопротивление, что позволяет достичь большей плотности тока.
Высокомощный графитовый электрод позволяет использовать плотность тока 18–25 А/см², что в основном характерно для производства стали в высокомощных дуговых печах.
Электроплитное сталелитейное производство является крупным потребителем графитовых электродов. В Китае на долю электроплитной стали приходится около 18% от общего объема производства нерафинированной стали, а на графитовые электроды, используемые в сталелитейном производстве, приходится 70–80% от общего количества графитовых электродов. Электроплитное сталелитейное производство – это процесс, при котором графитовый электрод подается в печь под действием электрического тока, а электрический заряд передается от высокотемпературного источника тепла к плавильному процессу.
Дуговая печь в основном используется для производства промышленного желтого фосфора, кремния и т. д. Ее особенность заключается в том, что нижняя часть проводящего электрода погружена в шихту печи, дуга образуется внутри слоя материала, а тепловая энергия, выделяемая самой шихтой, используется для нагрева шихты. Одной из требований является высокая плотность тока. Для дуговой печи необходим графитовый электрод. Например, для производства 1 тонны кремния требуется около 100 кг графитового электрода, а для производства 1 тонны желтого фосфора — около 40 кг.
Печь для графитизации при производстве графитовых изделий, плавильная печь для плавки стекла и электрическая печь для производства карбида кремния относятся к резистивным печам. Материал в печи одновременно является нагревательным элементом и нагреваемым объектом. Обычно в стенку резистивной печи встраивается проводящий графитовый электрод, и в данном случае графитовый электрод расходуется прерывисто.
Заготовка графитового электрода также используется для обработки различных тиглей, форм, лодок, нагревательных элементов и других изделий из графита специальной формы. Например, в стекольной промышленности для производства 1 тонны электросварочной трубки требуется 10 тонн заготовки графитового электрода; для производства 1 тонны кварцевого кирпича требуется 100 кг заготовки графитового электрода.
С начала четвертого квартала 2016 года, в связи с продвижением политики реформ в сфере предложения в металлургической промышленности, борьба с арматурой на полу внезапно стала первоочередной задачей по ликвидации устаревших производственных мощностей. 10 января 2017 года заместитель директора Национальной комиссии по развитию и реформам заявил на заседании Совета CISA 2017 года, что вся арматура на полу должна быть демонтирована до 30 июня 2017 года. В 2017 году общая мощность электродуговых сталелитейных заводов Китая составляла около 120 миллионов тонн, из которых 86,6 миллиона тонн находились в производстве, а 15,6 миллиона тонн — вне производства. По состоянию на конец октября 2017 года производственная мощность электродуговых сталелитейных заводов составляла около 26,5 миллиона тонн, из которых около 30% было возобновлено. Под влиянием сокращения мощностей среднечастотных печей активно возобновляется производство стали в электродуговых печах, и экономическая выгода от этого процесса очевидна. Электроплиты для производства стали пользуются высоким спросом и востребованы на высокомощные и сверхвысокомощные графитовые электроды, что свидетельствует о высокой покупательной способности.
В 2017 году внутренние цены на графитовые электроды резко выросли, а зарубежный спрос увеличился. И внутренний, и зарубежный рынки вернулись к процветанию. В Китае, благодаря отмене ограничений на производство «напольной стали», увеличению мощностей электродуговых печей, экологическим ограничениям на производство углеродной продукции и другим факторам, внутренние цены на графитовые электроды в 2017 году взлетели до небес, что указывает на дефицит на внутреннем рынке. В то же время рост цен на графитовые электроды в Китае свидетельствует о высоком спросе за рубежом. Несмотря на высокий спрос как внутри страны, так и за рубежом, в отрасли по-прежнему сохраняется дефицит.
Таким образом, инвестиционная привлекательность отрасли производства высокомощных графитовых электродов остается высокой.
С развитием мировой металлургической промышленности электродуговые печи постепенно становятся большими, сверхмощными, а также развивается их автоматизированное компьютерное управление. В связи с этим растет использование мощных электродуговых печей и расширяется применение мощных графитовых электродов.
По сравнению с США, Европой, Японией и другими развитыми странами и регионами, китайская индустрия мощных графитовых электродов развивалась поздно, в основном полагаясь на импорт, и производство мощных графитовых электродов значительно отставало от спроса. Благодаря развитию металлургической промышленности и технологическому прогрессу, Китай постепенно преодолел технологическую монополию зарубежных стран, и производственные мощности по выпуску мощных графитовых электродов постоянно растут, а качество продукции быстро улучшается. В настоящее время производимые в Китае мощные графитовые электроды демонстрируют хорошие результаты в крупномасштабных электродуговых печах, и все показатели их эффективности соответствуют международному уровню. Китайская продукция из мощных графитовых электродов не только поставляется на внутренний рынок, но и в больших объемах экспортируется за рубеж, спрос на импортную продукцию значительно ниже.
Развитие высокомощного печного сталелитейного производства является важной тенденцией развития электропечной сталелитейной промышленности. В будущем объемы производства высокомощных электропечных сталелитейных изделий увеличатся, а спрос на высокомощные графитовые электроды также возрастет, что будет способствовать развитию производства высокомощных графитовых электродов в Китае. Отечественные предприятия по производству высокомощных графитовых электродов смогут расширить производственную цепочку, проводить исследования и разработки сырья и создавать производственное оборудование, что позволит эффективно снизить издержки предприятия и повысить его операционную прибыль.
Дата публикации: 31 мая 2022 г.