Els papers clau i l'anàlisi del coc de petroli grafititzat en el procés curt de forn d'arc elèctric (EAF) i la fabricació d'acer baix en carboni
I. Matèria primera bàsica per a elèctrodes de grafit, que permet un funcionament eficient del procés curt d'ECA
1. Característiques de la matèria primera i compatibilitat del procés El coc de petroli grafititzat és un producte derivat del coc de petroli sotmès a grafitització a temperatures superiors a 2.500 °C, transformant la seva estructura cristal·lina d'un estat amorf a una forma de grafit altament ordenada. Presenta una alta conductivitat elèctrica, una alta conductivitat tèrmica, una resistència extrema a la calor (suportant temperatures superiors a 3.000 °C) i estabilitat química. Aquestes propietats el converteixen en una matèria primera ideal per a la producció d'elèctrodes de grafit, que són els components conductors principals en la fabricació d'acer EAF.
2. Millores d'eficiència en la fabricació d'acer de procés curt El procés curt EAF utilitza principalment ferralla d'acer com a matèria primera, fonent-lo directament i oxidant les impureses mitjançant arcs elèctrics generats per elèctrodes de grafit. En comparació amb el procés llarg tradicional de forn d'oxigen bàsic d'alt forn (BF-BOF) (que requereix mineral de ferro i carbó de coc), el procés curt EAF elimina la fase de fabricació de ferro, reduint la durada del procés en més d'un 60%, reduint el consum d'energia en gairebé un 60% i disminuint les emissions de CO₂ en aproximadament un 80%. Els elèctrodes de grafit d'alt rendiment basats en coc de petroli grafititzat tenen un paper fonamental en aquest procés:
- Alta conductivitat elèctrica: minimitza la pèrdua d'energia elèctrica, millora l'eficiència tèrmica de l'arc i escurça els cicles de fusió (per exemple, els EAF quàntics redueixen el temps de fusió en un 50% en comparació amb els mètodes convencionals).
- Resistència a la calor: Suporta temperatures extremes dins dels forns de calefacció amb arc de vapor (EAF), cosa que redueix el consum d'elèctrodes (per exemple, els eco-EAF redueixen el consum d'elèctrodes en un 57,5% en comparació amb els forns tradicionals).
- Estabilitat química: Evita les reaccions entre els elèctrodes i l'acer fos o l'escòria, garantint la puresa de l'acer.
II. Impulsant la fabricació d'acer amb baixes emissions de carboni: transformació verda de matèries primeres a processos
1. Substitució dels combustibles fòssils per reduir les emissions de carboni El procés llarg tradicional depèn en gran mesura del carbó com a combustible i agent reductor, cosa que resulta en una alta intensitat de carboni. En canvi, el procés curt de l'ECA utilitza ferralla i electricitat com a font d'energia, aconseguint la substitució de "carbó a electricitat" mitjançant elèctrodes de grafit derivats del coc de petroli grafititzat. Si s'alimenta amb energia renovable (per exemple, solar o eòlica), esdevenen factibles unes emissions de carboni gairebé zero. Per exemple, els eco-ECA utilitzen energia verda per fondre matèries primeres baixes en carboni, produint palanques d'acer amb tecnologies "sense carboni" i gairebé zero emissions de CO₂.
2. Recuperació de calor residual i optimització de l'eficiència energètica L'alta conductivitat tèrmica del coc de petroli grafititzat afavoreix la implementació de sistemes de recuperació de calor residual en EAF. Els gasos de combustió carregats de pols a alta temperatura (que arrosseguen entre l'11 i el 20% de l'energia d'entrada) poden recuperar calor mitjançant elèctrodes de grafit o intercanviadors de calor dedicats per al preescalfament de ferralla o la generació d'energia, reduint significativament el consum d'energia. Per exemple, la tecnologia de preescalfament de ferralla augmenta les temperatures de la ferralla de la temperatura ambient a més de 600 °C, escurçant els cicles de fusió entre un 15 i un 20% i reduint el consum d'electricitat per tona d'acer entre un 36,95 i un 40,22%.
3. Promoure l'ús circular dels recursos de ferralla El procés curt d'ECA, impulsat per coc de petroli grafititzat, canvia la indústria siderúrgica d'un model lineal de "recursos-productes-residus" a un marc circular de "recursos-productes-recursos reciclats". El 2024, les empreses líders van aconseguir la producció en massa d'acers ultraprims i d'ultraalta resistència per a l'estampació en calent d'automoció, satisfent les demandes d'alleugeriment alhora que equilibra el cost i els beneficis ambientals de l'"acer verd".
III. Millores tecnològiques i tendències del mercat: brilla el valor "gris" del coc de petroli grafititzat
1. Demanda creixent de productes d'alt rendiment A mesura que les capacitats dels EAF s'amplien (per exemple, forns de més de 400 tones) i les tecnologies de fusió avancen (per exemple, EAF quàntics, EAF ecològics), augmenta la demanda d'elèctrodes de grafit d'alta qualitat. El coc de petroli grafititzat, com a matèria primera crítica, s'enfronta a una major competència per la puresa (contingut de cendres <0,5%), impregnacions múltiples (3-4 cicles) i grafitització a temperatura ultra alta (resistivitat <4 μΩ·m).
2. Prima verda i integració de la cadena de subministrament Segons els objectius de "doble carboni" de la Xina, els productors de coc de petroli grafititzat redueixen la petjada de carboni mitjançant la producció d'energia verda i el comerç de carboni, obtenint "primes verdes" i atraient clients internacionals d'alt nivell. Les empreses líders també s'estan estenent verticalment per formar circuits industrials integrats que abasten "matèries primeres de coc-grafitització-materials d'ànode", estabilitzant les cadenes de subministrament i reduint els costos.
3. Polítiques i creixement impulsat pel mercat Les polítiques, com ara les directrius de la Xina per promoure el desenvolupament d'alta qualitat de la indústria siderúrgica, fomenten explícitament l'adopció d'ECA, i es preveu que les ràtios de producció d'acer d'ECA augmentin significativament el 2025. Com a matèria primera bàsica per als EAC, el coc de petroli grafititzat experimentarà un creixement sostingut del mercat, impulsant la indústria cap a un rendiment més alt i unes emissions més baixes.
Data de publicació: 14 de gener de 2026