De belangrijkste rollen en analyse van gegrafiteerde petroleumcokes in het elektrische vlamboogovenproces (EAF) en de productie van koolstofarm staal.
I. Kerngrondstof voor grafietelektroden, ter ondersteuning van een efficiënte werking van het EAF-kortproces
1. Eigenschappen van de grondstof en procescompatibiliteit Gegrafiteerde petroleumcokes is een product dat wordt verkregen door petroleumcokes te grafitiseren bij temperaturen boven de 2500 °C. Hierbij verandert de kristalstructuur van een amorfe toestand naar een sterk geordende grafietvorm. Het product vertoont een hoge elektrische geleidbaarheid, een hoge thermische geleidbaarheid, een extreme hittebestendigheid (bestand tegen temperaturen boven de 3000 °C) en een goede chemische stabiliteit. Deze eigenschappen maken het een ideale grondstof voor de productie van grafietelektroden, de essentiële geleidende componenten in de elektrische vlamboogoven (EAF) voor de staalproductie.
2. Efficiëntieverbeteringen in de korte-process staalproductie Het EAF-kortproces gebruikt voornamelijk schrootstaal als grondstof, dat direct wordt gesmolten en onzuiverheden worden geoxideerd door middel van elektrische bogen die worden gegenereerd door grafietelektroden. In vergelijking met het traditionele lange-proces hoogoven-zuurstofoven (BF-BOF) (waarvoor ijzererts en cokeskolen nodig zijn), elimineert het EAF-kortproces de ijzerproductiefase, waardoor de procesduur met meer dan 60% wordt verkort, het energieverbruik met bijna 60% daalt en de CO₂-uitstoot met ongeveer 80% afneemt. Gegrafiteerde petroleumcokes-gebaseerde hoogwaardige grafietelektroden spelen een cruciale rol in dit proces:
- Hoge elektrische geleidbaarheid: minimaliseert elektrisch energieverlies, verbetert het thermisch rendement van de vlamboog en verkort de smeltcycli (kwantum-EAF's verkorten bijvoorbeeld de smelttijd met 50% in vergelijking met conventionele methoden).
- Hittebestendigheid: Bestand tegen extreme temperaturen in elektrische vlamboogovens, waardoor het elektrodenverbruik wordt verminderd (bijvoorbeeld, eco-EAF's verminderen het elektrodenverbruik met 57,5% ten opzichte van traditionele ovens).
- Chemische stabiliteit: Voorkomt reacties tussen elektroden en gesmolten staal of slak, waardoor de zuiverheid van het staal gewaarborgd blijft.
II. De productie van koolstofarm staal stimuleren: Groene transformatie van grondstoffen naar processen
1. Fossiele brandstoffen vervangen om de CO₂-uitstoot te verminderen Het traditionele, lange proces is sterk afhankelijk van steenkool als brandstof en reductiemiddel, wat resulteert in een hoge CO₂-intensiteit. Het EAF-korte proces daarentegen gebruikt schrootstaal en elektriciteit als energiebron, waardoor "kolen worden vervangen door elektriciteit" via grafietelektroden afkomstig van gegrafiteerde petroleumcokes. Indien aangedreven door hernieuwbare energie (bijvoorbeeld zonne- of windenergie), wordt een bijna nul CO₂-uitstoot haalbaar. Eco-EAF's gebruiken bijvoorbeeld groene energie om koolstofarme grondstoffen te smelten en produceren staalblokken met "koolstofvrije" technologieën en een bijna nul CO₂-uitstoot.
2. Terugwinning van restwarmte en optimalisatie van energie-efficiëntie De hoge thermische geleidbaarheid van gegrafiteerde petroleumcokes maakt de implementatie van systemen voor terugwinning van restwarmte in elektrische vlamboogovens mogelijk. Hoogtemperatuur, stofrijke rookgassen (die 11-20% van de ingevoerde energie afvoeren) kunnen via grafietelektroden of speciale warmtewisselaars worden gebruikt voor het voorverwarmen van schroot of voor energieopwekking, waardoor het energieverbruik aanzienlijk wordt verminderd. Zo verhoogt de technologie voor het voorverwarmen van schroot de temperatuur van omgevingstemperatuur tot meer dan 600 °C, waardoor de smeltcyclus met 15-20% wordt verkort en het elektriciteitsverbruik per ton staal met 36,95-40,22% daalt.
3. Bevordering van circulair gebruik van schrootstaal Het EAF-kortproces, aangedreven door gegrafiteerde petroleumcokes, verschuift de staalindustrie van een lineair "grondstoffen-producten-afval"-model naar een circulair "grondstoffen-producten-gerecyclede grondstoffen"-model. Tegen 2024 hebben toonaangevende bedrijven de massaproductie van ultradunne, ultrasterke staalsoorten voor de automobielindustrie bereikt, waarmee aan de vraag naar gewichtsbesparing wordt voldaan en tegelijkertijd de kosten- en milieuvoordelen van "groen staal" in evenwicht worden gebracht.
III. Technologische upgrades en markttrends: De ‘grijze’ waarde van gegrafiteerde petroleumcokes komt tot uiting
1. Toenemende vraag naar hoogwaardige producten Naarmate de capaciteit van elektrische vlamboogovens (EAF's) toeneemt (bijv. ovens van meer dan 400 ton) en de smelttechnologieën zich ontwikkelen (bijv. quantum EAF's, eco-EAF's), stijgt de vraag naar hoogwaardige grafietelektroden. Gegrafiteerde petroleumcokes, als kritieke grondstof, ondervindt steeds meer concurrentie op het gebied van zuiverheid (asgehalte <0,5%), meerdere impregneringscycli (3-4 cycli) en grafitisatie bij ultrahoge temperaturen (weerstand <4 μΩ·m).
2. Groene premie en integratie van de toeleveringsketen In het kader van China's "dubbele koolstof"-doelstellingen verminderen producenten van gegrafiteerde petroleumcokes hun CO2-uitstoot door middel van groene energieproductie en CO2-handel. Dit levert hen "groene premies" op en trekt internationale high-end klanten aan. Toonaangevende bedrijven breiden hun activiteiten ook verticaal uit om geïntegreerde industriële kringlopen te vormen die zich uitstrekken van "cokesgrondstoffen tot grafitisatie en anodematerialen". Dit stabiliseert de toeleveringsketens en verlaagt de kosten.
3. Beleid en marktgedreven groei Beleid zoals de Chinese richtlijnen voor het bevorderen van hoogwaardige ontwikkeling van de staalindustrie stimuleert expliciet de toepassing van elektrische vlamboogovens (EAF's), waarbij de verhouding tussen EAF-staalproductie en totale staalproductie naar verwachting aanzienlijk zal stijgen tegen 2025. Grafietcokes, een belangrijke grondstof voor EAF's, zal een aanhoudende marktgroei kennen, wat de industrie zal stimuleren tot hogere prestaties en lagere emissies.
Geplaatst op: 14 januari 2026