Основні відмінності та сценарії застосування графітових та вуглецевих електродів
2025-03-12
Графітові та вуглецеві електроди суттєво відрізняються методами виробництва, фізичними властивостями та застосуванням - визначаючи їх роль у металургії, електрохімії та нових енергетичних технологіях.
1. Матеріальний склад та процес виготовлення
Графітові електроди складаються з голкового коксу та вугільного кроку і проходять 12 точних виготовлених етапів, включаючи графітизацію та просочення. Цей процес призводить до надвисокої чистоти (> 99% вмісту вуглецю) та відмінного теплового опору (> 3600 ° C). На відміну від цього, вуглецеві електроди виробляються з металургійного коксу та антрациту за допомогою простішого процесу випічки, досягаючи вмісту вуглецю 90% -95% лише на 1/3 до 1/5 витрат.
2.Фізичне порівняння властивостей
Графітові електроди мають високу жорсткість (міцність на згинання: 15–25 МПа) та низький електричний опір (5–10 мкО · м). Їх коефіцієнт теплового розширення (CTE) становить до 2–4 × 10⁻⁶/° C, забезпечуючи структурну стабільність при підвищеній температурі до 1600 ° C. Вуглецеві електроди, навпаки, є більш гнучкими (товщина: 0,1–5 мм), з більш високим CTE 8–12 × 10⁻⁶/° C, що робить їх більш придатними для динамічних термічних середовищ.
3. Постановка поля Application
Графітові електроди домінують над приблизно 95% ринку сталевих печей електричної дуги (EAF), що сприяє понад 60% глобального виходу на сиру сталі. Графітові електроди з великою діаметром (UHP) (наприклад, φ750 мм) також все частіше використовуються у виробництві анода літій-іонів, що досягає на 18% зниження споживання енергії. Вуглецеві електроди, з іншого боку, видатні в електрохімічних застосуванні, такі як алюмінієвий електроліз з 95% ефективністю струму та ємнісною деіонізацією (CDI) з ємністю знесолення 40 мг/г.
4. Тенденції розвитку індустрії
Провідні китайські виробники, такі як Fangda Carbon, досягли масового виробництва графітових електродів φ800 мм UHP, підвищуючи частку ринку Китаю з 65% у 2023 році до прогнозованих 75% до 2030 року. Інновації в вуглецевих електродах зосереджені на стійких додатках-для інстанції курячого жиру в суперзаворах, що отримують супер, отримали енергетичність.
5. Аналіз вигод
У системах електролізу води вуглецеві електроди пропонують початкову інвестиційну вартість, яка становить лише 25% графітових електродів, але потребує 30% вищого річного обслуговування. І навпаки, у сталь EAF графітові електроди заощаджують 50 кВт · год на тонну сталі на 1 заводі MTPA, перекладаючи на щорічну економію витрат у розмірі 20 мільйонів.
6. Футура технологічна еволюція
Технологія Graphite Elector просувається на 15% зниження опору за допомогою наномодифікації. Вуглецеві електроди посилюються методами спільного допування B-N для досягнення теплопровідності до 300 Вт/(м · к). У відповідь на тарифи на вуглець ЄС промисловості прискорюють прийняття чистої енергетичної кальцинації, що сприяє подальшій технологічній диференціації.
