O eletrodo de grafite refere-se a um material condutor de grafite altamente resistente a altas temperaturas, produzido a partir de coque de petróleo e coque de agulha como matéria-prima, alcatrão de hulha como adesivo. Após a calcinação, trituração, mistura, amassamento, moldagem, calcinação, impregnação e processamento mecânico, obtém-se um eletrodo de grafite artificial (doravante denominado eletrodo de grafite), distinguindo-se do eletrodo de grafite natural, preparado a partir de grafite natural. De acordo com seu índice de qualidade, pode ser dividido em eletrodo de grafite de potência comum, eletrodo de grafite de alta potência e eletrodo de grafite de ultra-alta potência.
O eletrodo de grafite de alta potência é fabricado a partir de coque de petróleo de alta qualidade (ou coque de agulha de baixa qualidade), sendo por vezes necessário impregnar o corpo do eletrodo. Suas propriedades físicas e mecânicas são superiores às do eletrodo de grafite comum, como a baixa resistividade, permitindo uma maior densidade de corrente.
O eletrodo de grafite de alta potência permite o uso de densidade de corrente de 18 a 25 A/cm², sendo utilizado principalmente na fabricação de aço em fornos a arco de alta potência.
A produção de aço em forno elétrico é uma das principais consumidoras de eletrodos de grafite. A produção de aço em forno elétrico na China representa cerca de 18% da produção total de aço bruto, e o eletrodo de grafite utilizado nesse processo corresponde a 70% a 80% do total consumido. A produção de aço em forno elétrico consiste na utilização de eletrodos de grafite em corrente elétrica no forno, onde a eletricidade e a carga elétrica geradas pelo arco voltaico, impulsionam o metal para a fusão.
O forno de arco elétrico é usado principalmente na produção de fósforo amarelo industrial e silício, etc. Sua característica principal é a presença de um eletrodo condutor na parte inferior da carga do forno, onde se forma um arco elétrico dentro da camada do material. O forno utiliza a energia térmica da própria carga, proveniente de sua resistência, para aquecê-la. Um dos fornos de arco elétrico que requerem alta densidade de corrente é o uso de eletrodos de grafite. Por exemplo, para produzir 1 tonelada de silício, são necessários cerca de 100 kg de eletrodos de grafite, e para produzir 1 tonelada de fósforo amarelo, são necessários aproximadamente 40 kg de eletrodos de grafite.
O forno de grafitização para a produção de produtos de grafite, o forno de fusão para a fusão de vidro e o forno elétrico para a produção de carbeto de silício pertencem à categoria de fornos de resistência. O material dentro do forno atua tanto como resistência quanto como objeto de aquecimento. Normalmente, o eletrodo condutor de grafite é embutido na parede do forno na extremidade do forno de resistência, e o eletrodo de grafite é utilizado para aquecimento intermitente.
O eletrodo de grafite bruto também é utilizado no processamento de diversos cadinhos, moldes, barcos, corpos de aquecimento e outros produtos de grafite com formatos especiais. Por exemplo, na indústria de vidro de quartzo, são necessárias 10 toneladas de tarugo de eletrodo de grafite para cada tonelada de tubo fusível elétrico produzido; 100 kg de tarugo de eletrodo de grafite são necessários para produzir 1 tonelada de tijolo de quartzo.
Desde o início do quarto trimestre de 2016, com a promoção de políticas de reforma do lado da oferta na indústria siderúrgica, o combate ao aço de piso tornou-se repentinamente a principal prioridade na eliminação da capacidade produtiva obsoleta. Em 10 de janeiro de 2017, o vice-diretor da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma afirmou, na reunião do Conselho da CISA de 2017, que todas as barras de piso deveriam ser removidas até 30 de junho de 2017. Em 2017, a capacidade total de produção de aço em forno elétrico a arco (eAF) na China era de cerca de 120 milhões de toneladas, das quais 86,6 milhões de toneladas estavam em produção e 15,6 milhões de toneladas estavam fora de produção. No final de outubro de 2017, a capacidade de produção de eAF era de cerca de 26,5 milhões de toneladas, das quais cerca de 30% haviam sido retomadas. Afetada pela redução da capacidade dos fornos de média frequência, a produção de aço em forno elétrico a arco foi retomada ativamente, e o benefício econômico desse processo é notável. A siderurgia em forno elétrico apresenta boa demanda por eletrodos de grafite de alta e ultra-alta potência, além de grande interesse de compra.
Em 2017, o preço interno do eletrodo de grafite disparou, e a demanda externa aumentou. Ambos os mercados, interno e externo, voltaram a prosperar. Na China, devido à regulamentação do "aço de piso", ao aumento da capacidade de fornos elétricos a arco, à limitação da produção de carbono para fins de proteção ambiental e a outros fatores, o preço interno do eletrodo de grafite subiu vertiginosamente em 2017, indicando que o mercado interno de eletrodos de grafite enfrenta escassez de oferta. Ao mesmo tempo, o crescimento do mercado de eletrodos de grafite na China demonstra que a demanda externa por esse produto é forte. Tanto o mercado interno quanto o externo têm apresentado forte demanda por eletrodos de grafite, e o setor ainda enfrenta uma situação de escassez de oferta.
Portanto, o setor de eletrodos de grafite de alta potência continua atraindo muitos investidores.
Com o desenvolvimento da indústria siderúrgica global, o forno elétrico a arco evoluiu gradualmente para tamanhos maiores, potência ultra-alta e controle automático por computador, entre outros aspectos. Consequentemente, o uso de fornos elétricos a arco de alta potência está aumentando, promovendo a aplicação de eletrodos de grafite de alta potência.
Em comparação com os Estados Unidos, a Europa, o Japão e outros países e regiões desenvolvidos, a indústria chinesa de eletrodos de grafite de alta potência iniciou-se tardiamente, dependendo principalmente de importações no início, e sua produção estava longe de atender à demanda. Impulsionada pelo desenvolvimento da indústria siderúrgica e pelo progresso tecnológico, a China gradualmente rompeu o monopólio tecnológico estrangeiro, e a capacidade de produção de eletrodos de grafite de alta potência tem aumentado, assim como a qualidade do produto. Atualmente, os eletrodos de grafite de alta potência produzidos na China têm alcançado bons resultados em fornos elétricos a arco de grande escala, e todos os índices de desempenho do produto atingem o nível de liderança internacional. Os eletrodos de grafite de alta potência chineses não só abastecem o mercado interno, como também são exportados em grande escala, reduzindo a demanda por produtos importados.
O desenvolvimento da produção de aço em fornos de alta potência é uma tendência importante para o setor siderúrgico de fornos elétricos. No futuro, a produção de aço em fornos elétricos de alta potência aumentará, assim como a demanda por eletrodos de grafite de alta potência, impulsionando a produção desses eletrodos na China. As empresas nacionais de eletrodos de grafite de alta potência podem expandir a cadeia produtiva, investir em pesquisa e desenvolvimento de matérias-primas e construir equipamentos de produção, reduzindo custos e aumentando a lucratividade.
Data da publicação: 31 de maio de 2022