ما هي أقطاب الجرافيت وفحم الكوك الإبرة؟

أقطاب الجرافيت هي عنصر التسخين الرئيسي المستخدم في فرن القوس الكهربائي، وهي عملية صناعة الصلب حيث يتم صهر الخردة من السيارات أو الأجهزة القديمة لإنتاج الفولاذ الجديد.

أفران القوس الكهربائي أرخص في البناء من الأفران العالية التقليدية، التي تصنع الفولاذ من خام الحديد ويتم تغذيتها بفحم الكوك. لكن تكلفة صناعة الصلب أعلى لأنها تستخدم خردة الفولاذ وتعمل بالكهرباء.

الأقطاب الكهربائية هي جزء من غطاء الفرن ويتم تجميعها في أعمدة. ثم تمر الكهرباء عبر الأقطاب الكهربائية، لتشكل قوسًا من الحرارة الشديدة التي تذيب خردة الفولاذ. تختلف الأقطاب الكهربائية بشكل كبير في الحجم ولكن يمكن أن يصل قطرها إلى 0.75 متر (2 ونصف قدم) وطولها يصل إلى 2.8 متر (9 أقدام). أكبرها يزن أكثر من طنين متريين.

يستغرق الأمر ما يصل إلى 3 كجم (6.6 رطل) من أقطاب الجرافيت لإنتاج طن واحد من الفولاذ.

ستصل درجة حرارة طرف القطب إلى 3000 درجة مئوية، أي نصف درجة حرارة سطح الشمس. الأقطاب الكهربائية مصنوعة من الجرافيت لأن الجرافيت وحده هو الذي يمكنه تحمل مثل هذه الحرارة الشديدة.

يتم بعد ذلك قلب الفرن على جانبه لصب الفولاذ المنصهر في دلاء عملاقة تسمى المغارف. ثم تحمل المغارف الفولاذ المنصهر إلى عجلات مصنع الفولاذ، والتي تصنع منتجات جديدة من الخردة المعاد تدويرها.

الكهرباء اللازمة لهذه العملية تكفي لتزويد مدينة يبلغ عدد سكانها 100 ألف نسمة. تستغرق كل عملية صهر في فرن القوس الكهربائي الحديث حوالي 90 دقيقة وتنتج 150 طنًا من الفولاذ، وهو ما يكفي لحوالي 125 سيارة.

وفحم الكوك هو المادة الخام الرئيسية المستخدمة في الأقطاب الكهربائية التي يقول المنتجون إنها قد تستغرق ما يصل إلى ستة أشهر لتصنيعها من خلال عمليات تشمل الخبز وإعادة الخبز لتحويل فحم الكوك إلى جرافيت.

يوجد فحم الكوك الإبري المعتمد على البترول وفحم الكوك الإبري المعتمد على الفحم، ويمكن استخدام أي منهما لإنتاج أقطاب الجرافيت. "فحم الكوك" هو منتج ثانوي لعملية تكرير النفط، في حين يتم تصنيع فحم الكوك القائم على الفحم من قطران الفحم الذي يظهر أثناء إنتاج فحم الكوك.

فيما يلي أكبر منتجي أقطاب الجرافيت في العالم مرتبة حسب الطاقة الإنتاجية في عام 2016:

اسم الشركة سعة المقر الرئيسي الأسهم

(000 طن) منذ بداية العام %

جرافتيك الولايات المتحدة 191 خاص

دولي

فانغدا الكربون الصين 165 +264

*SGL كاربون ألمانيا 150 +64

*شوا دينكو اليابان 139 +98

ك

جرافيت الهند الهند 98 +416

المحدودة

HEG الهند 80 +562

توكاي الكربون اليابان 64 +137

شركة المحدودة

نيبون كاربون اليابان 30 +84

شركة المحدودة

سيك الكربون اليابان 30 +98

*قالت شركة SGL Carbon في أكتوبر 2016 إنها ستبيع أعمالها الخاصة بأقطاب الجرافيت إلى شركة Showa Denko.

المصادر: GrafTech International، UK Steel، Tokai Carbon Co Ltd