Les électrodes en graphite sont le principal élément chauffant utilisé dans un four à arc électrique, un processus de fabrication de l'acier où les déchets de vieilles voitures ou d'appareils électroménagers sont fondus pour produire de l'acier neuf.
Les fours à arc électrique sont moins chers à construire que les hauts fourneaux traditionnels, qui produisent de l'acier à partir de minerai de fer et sont alimentés au charbon à coke. Cependant, le coût de production de l'acier est plus élevé, car ils utilisent des ferrailles d'acier et sont alimentés à l'électricité.
Les électrodes font partie intégrante du couvercle du four et sont assemblées en colonnes. L'électricité les traverse ensuite, formant un arc de chaleur intense qui fait fondre la ferraille. Les électrodes sont de tailles très variées, mais peuvent atteindre 0,75 mètre de diamètre et 2,8 mètres de long. Les plus grosses pèsent plus de deux tonnes.
Il faut jusqu’à 3 kg (6,6 lb) d’électrodes en graphite pour produire une tonne d’acier.
La pointe de l'électrode atteindra 3 000 degrés Celsius, soit la moitié de la température de la surface du soleil. Les électrodes sont fabriquées en graphite, car seul ce matériau peut supporter une chaleur aussi intense.
Le four est ensuite basculé sur le côté pour déverser l'acier en fusion dans des godets géants appelés poches. Ces poches transportent ensuite l'acier en fusion jusqu'à la fonderie de l'aciérie, qui fabrique de nouveaux produits à partir des ferrailles recyclées.
L'électricité nécessaire à ce processus suffit à alimenter une ville de 100 000 habitants. Chaque fusion dans un four à arc électrique moderne dure généralement environ 90 minutes et permet de produire 150 tonnes d'acier, soit l'équivalent d'environ 125 voitures.
Le coke en aiguilles est la principale matière première utilisée dans les électrodes dont la fabrication, selon les producteurs, peut prendre jusqu'à six mois, avec des processus comprenant la cuisson et la recuisson pour convertir le coke en graphite.
Il existe du coke en aiguilles à base de pétrole et du coke en aiguilles à base de charbon, et tous deux peuvent être utilisés pour produire des électrodes en graphite. Le « coke de pétrole » est un sous-produit du raffinage du pétrole, tandis que le coke en aiguilles à base de charbon est fabriqué à partir du goudron de houille qui apparaît lors de la production de coke.
Vous trouverez ci-dessous les principaux producteurs mondiaux d'électrodes en graphite classés par capacité de production en 2016 :
Nom de l'entreprise Siège social Capacité Actions
(,000 tonnes) YTD %
GrafTech US 191 Privé
International
Fangda Carbon Chine 165 +264
*SGL Carbon Allemagne 150 +64
* Showa Denko Japon 139 +98
KK
Graphite Inde Inde 98 +416
Ltd
HEG Inde 80 +562
Tokai Carbon Japon 64 +137
Co. Ltd.
Nippon Carbon Japon 30 +84
Co. Ltd.
SEC Carbon Japan 30 +98
*SGL Carbon a annoncé en octobre 2016 qu'elle vendrait son activité d'électrodes en graphite à Showa Denko.
Sources : GrafTech International, UK Steel, Tokai Carbon Co Ltd
Date de publication : 21 mai 2021