ما هي أقطاب الجرافيت وفحم الكوك الإبري؟

تُعد أقطاب الجرافيت العنصر الرئيسي للتسخين المستخدم في فرن القوس الكهربائي، وهي عملية صناعة الصلب حيث يتم صهر الخردة من السيارات أو الأجهزة القديمة لإنتاج الصلب الجديد.

تُعدّ أفران القوس الكهربائي أرخص تكلفةً في البناء من أفران الصهر التقليدية، التي تُصنع منها الصلب من خام الحديد وتُشغّل بفحم الكوك. إلا أن تكلفة صناعة الصلب فيها أعلى لأنها تستخدم خردة الصلب وتعتمد على الكهرباء.

تُشكّل الأقطاب الكهربائية جزءًا من غطاء الفرن، وتُجمّع على شكل أعمدة. يمر التيار الكهربائي عبر هذه الأقطاب، مُكوّنًا قوسًا من الحرارة الشديدة التي تُذيب خردة الفولاذ. تتفاوت أحجام الأقطاب الكهربائية بشكل كبير، حيث يصل قطرها إلى 0.75 متر (قدمين ونصف)، وطولها إلى 2.8 متر (9 أقدام). أما أكبرها، فيزن أكثر من طنين متري.

يتطلب إنتاج طن واحد من الفولاذ ما يصل إلى 3 كيلوغرامات (6.6 رطل) من أقطاب الجرافيت.

ستصل درجة حرارة طرف القطب الكهربائي إلى 3000 درجة مئوية، أي نصف درجة حرارة سطح الشمس. تُصنع الأقطاب الكهربائية من الجرافيت لأن الجرافيت وحده قادر على تحمل هذه الحرارة الشديدة.

ثم يُمال الفرن على جانبه لصب الفولاذ المنصهر في دلاء عملاقة تُسمى المغارف. تنقل المغارف الفولاذ المنصهر إلى وحدة الصب في مصنع الصلب، حيث تُصنع منتجات جديدة من الخردة المعاد تدويرها.

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

يُعد فحم الكوك الإبري المادة الخام الرئيسية المستخدمة في الأقطاب الكهربائية التي يقول المنتجون إنها قد تستغرق ما يصل إلى ستة أشهر لصنعها، وتتضمن عملياتها الخبز وإعادة الخبز لتحويل فحم الكوك إلى جرافيت.

يوجد نوعان من فحم الكوك: فحم الكوك الإبري المصنوع من البترول وفحم الكوك الإبري المصنوع من الفحم، وكلاهما يُستخدم في إنتاج أقطاب الجرافيت. يُعدّ فحم الكوك البترولي منتجًا ثانويًا لعملية تكرير النفط، بينما يُصنع فحم الكوك الإبري المصنوع من الفحم من قطران الفحم الذي يظهر أثناء إنتاج فحم الكوك.

فيما يلي قائمة بأكبر منتجي أقطاب الجرافيت في العالم، مرتبة حسب الطاقة الإنتاجية في عام 2016:

اسم الشركة | المقر الرئيسي | السعة | الأسهم

(ألف طن) منذ بداية العام %

جراف تيك الولايات المتحدة 191 خاص

دولي

فانغدا كاربون الصين 165 +264

*SGL Carbon Germany 150 +64

*شوا دينكو اليابان 139 +98

كيه كيه

جرافيت الهند الهند 98 +416

شركة محدودة

HEG India 80 +562

توكاي كاربون اليابان 64 +137

شركة محدودة

نيبون كاربون اليابان 30 +84

شركة محدودة

SEC Carbon Japan 30 +98

*أعلنت شركة SGL Carbon في أكتوبر 2016 أنها ستبيع أعمالها المتعلقة بأقطاب الجرافيت إلى شركة Showa Denko.

المصادر: جراف تك إنترناشونال، يو كي ستيل، توكاي كاربون المحدودة