ความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอิเล็กโทรดกราไฟต์และการบริโภคของการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาไฟฟ้า

การผลิตเหล็กด้วยเตาอาร์คไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรดเพื่อสร้างอาร์คเพื่อให้พลังงานไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนในอาร์คได้ เตาหลอมจะโหลดและกำจัดสิ่งเจือปน เช่น กำมะถันและฟอสฟอรัส เพิ่มธาตุที่จำเป็น (เช่น คาร์บอน นิกเกิล แมงกานีส ฯลฯ) เพื่อหลอมเหล็กหรือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติต่างๆ การให้ความร้อนด้วยพลังงานไฟฟ้าสามารถควบคุมอุณหภูมิของเตาได้อย่างแม่นยำและผลิตก๊าซเสียที่มีอุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพความร้อนของเตาผลิตเหล็กแบบอาร์คจะสูงกว่าของตัวแปลง

การพัฒนาเทคโนโลยีมีประวัติยาวนานประมาณ 100 ปีในการผลิตเหล็ก EAF แม้ว่าวิธีการอื่นๆ จะเผชิญกับความท้าทายและการแข่งขันในการผลิตเหล็กอยู่เสมอ โดยเฉพาะผลกระทบจากการผลิตเหล็กด้วยออกซิเจนที่มีประสิทธิภาพสูง แต่สัดส่วนของการผลิตเหล็กของการผลิตเหล็ก EAF ในผลผลิตเหล็กทั่วโลกยังคงเพิ่มขึ้นทุกปี ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เหล็กที่ผลิตโดย EAF ในโลกคิดเป็น 1 ใน 3 ของผลผลิตเหล็กทั้งหมด ในบางประเทศ EAF เป็นเทคโนโลยีการผลิตเหล็กหลักในบางประเทศ และสัดส่วนของเหล็กที่ผลิตโดยการหลอม EAF สูงกว่าในอิตาลีถึง 70%

ในช่วงทศวรรษ 1980 การผลิตเหล็ก EAF ในรูปแบบการหล่อต่อเนื่องได้แพร่หลาย และค่อยๆ ก่อตัวเป็น "กระบวนการผลิตประหยัดพลังงาน" ของเตาเผาไฟฟ้าแบบอุ่นล่วงหน้าเศษเหล็ก การหลอม การหล่อต่อเนื่อง การรีดต่อเนื่อง เตาเผาแบบอาร์กนั้นส่วนใหญ่ใช้สำหรับเศษอุปกรณ์ที่รวดเร็วเป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็ก เพื่อเอาชนะความไม่เสถียรของอาร์กในเตาเผาไฟฟ้ากระแสสลับกำลังสูงพิเศษ แหล่งจ่ายไฟสามเฟส และความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้า และผลกระทบที่รุนแรงต่อโครงข่ายไฟฟ้าและการวิจัยเตาเผาแบบอาร์ก DC และนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในศตวรรษแรกในช่วงกลางทศวรรษ 1990 เตาเผาอาร์ก DC ที่ใช้รากของอิเล็กโทรดกราไฟต์เพียง 1 รากได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในยุค 90 (2 รากกับเตาเผาอาร์ก DC ของอิเล็กโทรดกราไฟต์บางชนิด)

การลดการใช้ของอิเล็กโทรดกราไฟต์อย่างมากเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเตาเผาอาร์ค DC ก่อนสิ้นปี 1970 เตาเผาอาร์ค AC การบริโภคอิเล็กโทรดกราไฟต์ต่อเหล็กหนึ่งตันใน 5 ~ 8 กก. ต้นทุนอิเล็กโทรดกราไฟต์คิดเป็น 10% ของต้นทุนเหล็กทั้งหมดถึง 15% แม้ว่าจะใช้มาตรการหลายอย่างเพื่อให้การบริโภคอิเล็กโทรดกราไฟต์ลดลงเหลือ 4.6 กก. หรือต้นทุนการผลิตคิดเป็น 7% - 10% การใช้วิธีการผลิตเหล็กกล้าที่มีกำลังสูงและกำลังสูงพิเศษ ทำให้อิเล็กโทรดลดลงเหลือเหล็ก 2 ~ 3k.g / T เตาเผาอาร์ค DC ซึ่งใช้เพียงอิเล็กโทรดกราไฟต์ 1 ตัว การบริโภคอิเล็กโทรดกราไฟต์สามารถลดลงเหลือเหล็ก 1.5 กก. / T ได้

ทั้งทฤษฎีและการปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการใช้กราไฟต์อิเล็กโทรดเพียงครั้งเดียวสามารถลดลงได้ 40% ถึง 60% เมื่อเทียบกับเตาอาร์กไฟฟ้ากระแสสลับ