我国石墨电极行业研究

我国石墨电极行业研究

（一）行业发展概况

炭素材料是指以碳元素为主要成分的材料的总称。炭素制品根据生产工艺大致可分为石墨制品、炭制品、炭素新材料和其他炭素产品四大类，其中石墨制品主要包括石墨电极、特种石墨。

石墨电极以石油焦、针状焦为骨料，煤沥青作结合剂，经混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工等工序制成。石墨电极根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极、超高功率石墨电极，具体如下：

石墨电极是钢铁生产所需的重要耗材。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极作为导电材料。电弧炉炼钢石墨电极的消耗量既取决于电极的质量，也与炼钢操作及管

理水平有关。

十九世纪末美国公司发明了以石油焦为原料的人造石墨电极，开启了工业化制造石墨电极的历史，开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景。随着石墨电极的优良性能以及制造工艺的不断改进，大规格石墨电极的大批量生产以及超高功率石墨电极的研发成功，电炉炼钢工业逐步开始大规模使用人造石墨电极。

中国石墨电极工业起步较晚但发展较快。石墨电极行业起步于国家“一五”期间建设的156项工程，20世纪50年代末我国从苏联引进技术建设首条电极生产线，奠定了我国石墨电极产业发展的基础。到20世纪80年代及90年代中国各地相继建成的炭素企业有上百家。20世纪90年代初我国已经掌握了代表国际先进水平大规格大直径超高功率石墨电极的生产技术。进入二十一世纪以来，在国民经济较快增长和钢铁行业快速发展的带动下，我国石墨电极产业得到了快速发展。

目前我国已成为全球主要的石墨电极产销国之一，中国石墨电极已出口超过80多个国家和地区，由于价格合适、质量可靠，国际化经营已初具规模，在全球炭素行业具有较大的影响力。根据中国炭素行业协会的不完全统计，2018年中国石墨电极类产品产量为64.97万吨，同比增长17.83%，其中超高功率石墨电极产量26.90万吨，同比增长47.53%；2018年石墨电极类产品销售量58.73万吨，同比增长6.77%，其中超高功率石墨电极26.24万吨，同比增长37.04%。

（二）行业发展前景

1、电炉炼钢的快速发展，驱动石墨电极需求提升

目前我国比较典型的钢铁生产流程分为两类：一类为高炉—转炉—连铸—轧制工艺流程，即长流程；另一类为电炉—连铸—轧制工艺流程，即短流程。长流程生产的源头是从矿石原料开始的，主要原料是铁矿石，短流程炼钢生产的原材料是废钢，电弧炉是短流程炼钢的关键设备。以电炉为核心的短流程炼钢技术在生产效率、环境保护、基建投资成本、工艺柔性等方面相对长流程炼钢技术有明显优势。

电弧炉炼钢质量高、小批量的特点适合特钢冶炼。电弧炉可以间断性生产，还可以满足各种小批量，特殊规格、品种，合金量较高的钢种需要，是一种柔性的炼钢法；同时电弧炉能冶炼含磷、硫、氧低的优质钢和合金钢，因此相比高炉-转炉的长流程炼钢更适合于特种钢的生产。根据中国特钢企业协会统计数据，目前中国70%的特殊钢以及100%的高合金钢由电弧炉生产，对比世界钢铁产能国家第二名日本，2016年中国特殊钢产量约3,725.51万吨，仅占当年粗钢总产量的4.61%，特钢产量占比仅为日本的1/5。在世界上工业发达国家，特殊钢占钢材总产量的比例很大，一般为15%～20%，其中瑞典特钢占比最高，占其钢材总产量的45%～50%。因此中国特钢产量仍有较大的提升空间。

随着钢铁积蓄量的不断增加，废钢铁资源越来越多，这为废钢铁产业的发展提

供了有利的条件。废钢是短流程炼钢的主要原材料，与长流程钢铁生产工艺相比，用1吨废钢铁炼钢可减少1.6吨CO2的排放，可减少3吨固体废物的排放，废钢铁的循环利用对生态环境的改善有着不可替代的重要作用。根据2016年12月中国废钢铁应用协会发布的《废钢铁产业“十三五”规划》，未来要提高炼钢废钢比，“十三五”达到20%以上，电炉钢比逐步提高。

根据世界钢铁协会统计数据，2017年全球电炉炼钢占粗钢总产量百分比为27.91%，而2017年中国电炉粗钢产量占中国粗钢总产量百分比为9.32%，仅是美国电炉钢占比的1/7，印度的1/5，欧盟的1/4，以及日本的1/2左右。我国“十三五”《钢铁工业调整升级规划（2016-2020年）》指出：加快发展循环经济，按照绿色可循环理念，注重以废钢为原料的短流程电炉炼钢的发展。随着我国“长流程”炼钢向“短流程”炼钢的转换及节能环保的需要，电弧炉炼钢将迎来新的发展机遇。

石墨电极作为短流程炼钢中的电弧炉的关键耗材，炼钢流程的革新与升级，特钢增量提质的趋势，废钢再利用和中国电炉炼钢广阔的未来空间将极大的促进石墨电极的需求。