Pour les différents types d'électrodes en carbone et en graphite, des exigences d'utilisation et des indicateurs de qualité spécifiques s'appliquent en fonction de leurs applications. Avant de choisir les matières premières pour un produit donné, il convient d'étudier comment satisfaire à ces exigences et indicateurs de qualité.
(1) La sélection des matières premières pour l'électrode de graphite conductrice utilisée dans les procédés électrométallurgiques tels que la fabrication de l'acier EAF.
L'électrode conductrice en graphite utilisée dans les procédés électrométallurgiques tels que la fabrication de l'acier au four à arc électrique doit présenter une bonne conductivité, une résistance mécanique appropriée, une bonne résistance à la trempe et au chauffage à haute température, une résistance à la corrosion et une faible teneur en impuretés.
① Les électrodes en graphite de haute qualité sont produites à partir de coke de pétrole, de coke de brai et d'autres matières premières à faible teneur en cendres. Cependant, leur production nécessite davantage d'équipements, un processus long et complexe, et la consommation d'énergie pour 1 tonne d'électrodes en graphite est de 6 000 à 7 000 kWh.
② On utilise de l'anthracite ou du coke métallurgique de haute qualité comme matière première pour produire des électrodes en carbone. La production de ces électrodes ne nécessite pas d'équipement de graphitisation et les autres étapes de fabrication sont identiques à celles des électrodes en graphite. La conductivité des électrodes en carbone est nettement inférieure à celle des électrodes en graphite. Leur résistivité est généralement 2 à 3 fois supérieure. La teneur en cendres, d'environ 10 %, varie selon la qualité des matières premières. Cependant, après un nettoyage spécifique, la teneur en cendres de l'anthracite peut être réduite à moins de 5 %. Une graphitisation supplémentaire du produit permet de la ramener à environ 1,0 %. Les électrodes en carbone peuvent être utilisées pour la fusion des aciers EAF courants et des ferroalliages.
③ À partir de graphite naturel, une électrode en graphite naturel a été produite. Le graphite naturel ne peut être utilisé qu'après une sélection rigoureuse et une réduction de sa teneur en cendres. La résistivité de l'électrode en graphite naturel est environ deux fois supérieure à celle d'une électrode graphitisée. Cependant, sa résistance mécanique est relativement faible, ce qui la rend fragile. Dans les régions riches en graphite naturel, il est possible de produire des électrodes en graphite naturel pour alimenter les petits fours à arc électrique (EAF) destinés à la fusion d'acier EAF standard. La fabrication d'électrodes conductrices à partir de graphite naturel est simple à mettre en œuvre et à maîtriser, tant au niveau des équipements que des techniques.
④ L'électrode en graphite est utilisée pour produire une électrode régénérée (ou électrode brisée graphitisée) par broyage des débris de coupe ou des déchets. La teneur en cendres du produit est faible (environ 1 %) et sa conductivité est inférieure à celle de l'électrode graphitisée. Sa résistivité est environ 1,5 fois supérieure à celle de l'électrode graphitisée, mais ses performances sont meilleures que celles de l'électrode en graphite naturel. Bien que la technologie et l'équipement nécessaires à la production d'électrodes régénérées soient faciles à maîtriser, la matière première pour la graphitisation est limitée, ce qui freine le développement de cette méthode.
Date de publication : 11 juin 2021