อิเล็กโทรดกราไฟต์และเข็มโค้กคืออะไร?

ขั้วไฟฟ้ากราไฟต์เป็นองค์ประกอบความร้อนหลักที่ใช้ในเตาหลอมไฟฟ้า ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตเหล็กที่ใช้เศษเหล็กจากรถยนต์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าเก่ามาหลอมเพื่อผลิตเหล็กใหม่

เตาหลอมไฟฟ้าแบบอาร์คมีต้นทุนการสร้างที่ถูกกว่าเตาหลอมแบบดั้งเดิมซึ่งใช้แร่เหล็กเป็นเชื้อเพลิง แต่ต้นทุนการผลิตเหล็กนั้นสูงกว่า เนื่องจากใช้เศษเหล็กและใช้พลังงานไฟฟ้า

ขั้วไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของฝาเตาหลอมและประกอบเป็นเสา จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านขั้วไฟฟ้า ทำให้เกิดประกายไฟที่มีความร้อนสูงซึ่งจะหลอมเหล็กเศษ ขั้วไฟฟ้ามีขนาดแตกต่างกันมาก แต่สามารถมีเส้นผ่านศูนย์กลางได้ถึง 0.75 เมตร (2 ฟุตครึ่ง) และยาวได้ถึง 2.8 เมตร (9 ฟุต) ขั้วไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดมีน้ำหนักมากกว่าสองตัน

ต้องใช้กราไฟต์อิเล็กโทรดมากถึง 3 กิโลกรัม (6.6 ปอนด์) ในการผลิตเหล็ก 1 ตัน

ปลายอิเล็กโทรดจะมีอุณหภูมิสูงถึง 3,000 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นครึ่งหนึ่งของอุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์ อิเล็กโทรดทำจากกราไฟต์เพราะมีเพียงกราไฟต์เท่านั้นที่สามารถทนความร้อนสูงเช่นนี้ได้

จากนั้นเตาหลอมจะถูกเอียงไปด้านข้างเพื่อเทเหล็กหลอมเหลวลงในถังขนาดใหญ่ที่เรียกว่าทัพพี ทัพพีเหล่านี้จะลำเลียงเหล็กหลอมเหลวไปยังเครื่องหล่อของโรงงานเหล็ก ซึ่งจะนำเศษเหล็กที่รีไซเคิลแล้วไปผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่

พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในกระบวนการนี้เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับเมืองที่มีประชากร 100,000 คน การหลอมเหล็กแต่ละครั้งในเตาหลอมไฟฟ้าแบบทันสมัยโดยทั่วไปใช้เวลาประมาณ 90 นาที และผลิตเหล็กได้ 150 ตัน ซึ่งเพียงพอสำหรับรถยนต์ประมาณ 125 คัน

ถ่านโค้กชนิดผงละเอียดเป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตอิเล็กโทรด ซึ่งผู้ผลิตระบุว่าอาจใช้เวลานานถึงหกเดือนในการผลิต โดยมีกระบวนการต่างๆ รวมถึงการอบและการอบซ้ำเพื่อเปลี่ยนถ่านโค้กให้เป็นกราไฟต์

ถ่านโค้กชนิดเข็มมีทั้งแบบที่ผลิตจากปิโตรเลียมและแบบที่ผลิตจากถ่านหิน ซึ่งทั้งสองแบบสามารถนำไปใช้ผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ได้ 'ถ่านโค้กปิโตรเลียม' เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมัน ในขณะที่ถ่านโค้กชนิดเข็มที่ผลิตจากถ่านหินนั้นทำจากน้ำมันดินที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตถ่านโค้ก

ด้านล่างนี้คือรายชื่อผู้ผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ชั้นนำของโลก เรียงลำดับตามกำลังการผลิตในปี 2016:

ชื่อบริษัท สำนักงานใหญ่ กำลังการผลิต จำนวนหุ้น

(0,000 ตัน) ร้อยละตั้งแต่ต้นปี

GrafTech US 191 ส่วนตัว

ระหว่างประเทศ

ฟางดา คาร์บอน ไชน่า 165 +264

*SGL Carbon Germany 150 +64

*โชวะ เดนโกะ ญี่ปุ่น 139 +98

เคเค

กราไฟต์ อินเดีย อินเดีย 98 +416

บริษัทจำกัด

HEG อินเดีย 80 +562

โทไค คาร์บอน ญี่ปุ่น 64 +137

บริษัทจำกัด

นิปปอน คาร์บอน ญี่ปุ่น 30 +84

บริษัทจำกัด

SEC Carbon Japan 30 +98

*บริษัท SGL Carbon ประกาศเมื่อเดือนตุลาคม 2559 ว่าจะขายธุรกิจผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ให้กับ Showa Denko

แหล่งที่มา: GrafTech International, UK Steel, Tokai Carbon Co Ltd