I. Alapvető alkalmazás mezők
1. Acél olvasztás: Az alapvető fogyóeszközök az elektromos ív kemencében acélgyártásban
Az elektromos ívkemencékben (EAF), ahol a hőmérsékletek meghaladják a 3000 fokot, a grafit elektródák az elektromos energiát termikus energiává alakítják, megolvasztják az acéllemezt és eltávolítják a szennyeződéseket, hogy kiváló minőségű acélból álljanak. A világ grafit elektródjainak több mint 70% -át az acéliparban használják, az elektromos ívkemence acélgyártásának körülbelül 10% -át teszik ki Kínában. A kereslet várhatóan továbbra is növekszik a jövőbeli "kettős szén" politika alapján. Az ultra-nagy teljesítményű (UHP) elektródok 30%-kal növelhetik az olvasztási hatékonyságot, csökkentve a villamosenergia-fogyasztást tonna acélonként 50-100 kW · h-rel.
2. Színesfém-olvasztás: a magas hőmérséklet-csökkentés "szíve"
Reakciók: Az elmerült ívkemencékben a grafitelektródák vezetőként működnek, részt vesznek olyan kémiai reakciókban, mint például a szilícium -dioxid (SIO₂) ipari szilikonra történő redukciója és a sárga foszfor foszfát kőzetből történő extrahálása (Ca₃ (PO₄) ₂). A magnéziumfém -olvasztás során a grafit elektródokat használják a Pidgeon eljárásban a magnéziumtermeléshez. Magas hőmérsékletű ellenállásuk biztosítja a csökkentő kemencék 1200 fok feletti stabil működését.
3. Új energiaipar: Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású átmenet láthatatlan mozgatórugója
A grafikus kőolajkoksz a lítium akkumulátor -anódok alapanyag, amelynek tisztaságát több mint 99,95%szükséges, közvetlenül befolyásolva az akkumulátor energia sűrűségét. Eközben a nagy sűrűségű grafit elektródokat bipoláris lemezekké dolgozják fel, kiszolgálva a hidrogén üzemanyagcellák vezetőképes és gázeloszlású funkcióit, rendkívül magas korrózióállósági követelményekkel. Alkalin elektrolizerekben grafit elektródokat használnak a vízelektrolízishez hidrogén előállításához, ami 60% -kal csökkenti a költségeket a nemesfém -elektródokhoz képest.
4 . Vegyi és speciális anyaggyártás
A grafit-elektródok használhatók a kalcium-karbidtermelésben is, ahol részt vesznek a mész (CAO) magas hőmérsékletű reakciójában és kokszban a kalcium-karbid-kemencékben. A kalcium -karbid nyersanyag a PVC gyanta számára. Ezenkívül felhasználhatók harmadik generációs félvezető anyagok, például a SIC előkészítéséhez, amelynek tisztaságát több mint 99,999%szükséges.
Ii. Műszaki kihívások és megoldások az alkalmazás forgatókönyveiben
|
Alkalmazásmező |
Műszaki kihívások |
Innovatív megoldások |
|
Elektromos ívkemence acélgyártás |
Nagy elektróda -oxidációs veszteség (kb. 2 kg/tonna acél) |
Felületi bevonat al-Si antioxidációs réteggel, az élettartam 50% -kal meghosszabbítva |
|
Lítium akkumulátor -anód |
Az akkumulátor -ciklus élettartamát befolyásoló koksz szennyeződések |
A tűkoksz -tisztítási technológia (hamu tartalom <0. 1%) |
|
Üzemanyagcellás bipoláris lemezek |
Porozitás, amely gázszivárgást okoz |
Isosztatikus préselés + gyanta impregnálása, sűrűségnél nagyobb vagy egyenlő 1,8 g/cm3 |
|
Nukleáris reaktor moderátor |
Szerkezeti deformáció sugárzás alatt |
Izotropikus grafit (CTE <4 × 10⁻⁶/ fok) |
Iii. A jövőbeli alkalmazás trendjei
Zöld acélgyártás vezetési igénye az ultra-nagy teljesítményű (UHP) elektródok iránt
Az elektromos kemence acél globális részesedése várhatóan 2030 -ra 23% -ról 35% -ra növekszik, és Kína 50 új elektromos ívkemencét tervez, és az UHP elektróda behatolását meghaladja az 50% -ot.
Mély integráció az új energiaipar láncába
A lítium akkumulátor-anód anyagok iránti kereslet évente 25% -kal növekszik, a vezető vállalatok (pl. Fangda szén) felgyorsítják a teljes iparági lánc elrendezését, és a tűkokszot termelnek házon belül, hogy enyhítsék a költség volatilitási kockázatait.
Következtetés
A grafit elektródok alkalmazása a hagyományos kohászatról olyan stratégiai iparágakra terjedt ki, mint az új energia és a félvezetők. A technológiai innováció és a zöld kereslet az iparág frissítését mozgatja. A kínai vállalatok, a költségek előnyeinek kiaknázása és a nagyszabású termelési kapacitás, készen állnak arra, hogy versenyezzenek a nemzetközi óriásokkal a csúcskategóriás piacokon. A vásárlók számára az átfogó ipari lánc elrendezéssel és a robusztus műszaki tanúsításokkal rendelkező beszállítók kiválasztása kulcsfontosságú a költségek és a kockázatok ellenőrzésében.
