طرح تولید الکترود گرافیتی

الکترود گرافیتی، از گرافیت به عنوان ماده‌ی اصلی تشکیل شده است. گرافیت یکی از فرم‌های آلی کربن است که دارای ساختار شبکه‌ای هسته‌ای است. این ساختار شبکه‌ای باعث می‌شود که گرافیت دارای خواص منحصر به فردی مانند هدایت الکتریکی بالا، مقاومت در برابر حرارت، و مقاومت در برابر شوک حرارتی باشد. الکترودهای گرافیتی ضروری ترین بخش هر کوره قوس الکتریکی هستند. این عناصر منحصر به فرد قادرند جریان برق قدرتمندی را از خود عبور دهند و با ایجاد حرارت بالا، مواد درون کوره‌ها را ذوب کنند. از آنجا که این الکترودها قابلیت جابجایی جریان برق با میزان ۱۵۰۰۰ تا ۷۰۰۰۰ آمپر را دارند، آنها را به مهم‌ترین ابزار برای ذوب فلزات و مواد در صنایع مختلف تبدیل می‌کند. چه در تولید فولاد، چه در صنایع شیمیایی و یا سایر فرآیندهای صنعتی، الکترودهای گرافیتی نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. الکترودهای گرافیتی از طریق قوس الکتریکی باعث ذوب فلزات مختلف می‌شوند و از مهمترین عوامل در تولید فولاد و آلومینیوم به عنوان فلزات حیاتی در جامعه مدرن هستند. الکترودهای گرافیتی به علت مقاومت به اکسیداسیون، محتوای کم خاکستر، و استحکام مکانیکی بالا، به عنوان اجزاء مهمی در فرآیندهای الکترولیتیکی همچون تولید آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرند. به کارگیری الکترودهای گرافیتی در فرآیندهای صنعتی باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش بازدهی می‌شود و همچنین از لحاظ محیط‌زیستی نیز بسیار مفید و دوست‌دار محیط زیست هستند.

انواع مختلف الکترود گرافیتی

• الکترودهای گرافیتی با قطر کم یا SDGE

الکترودهای گرافیتی در کوره هایی که به آنها قوس الکتریکی گفته می شود استفاده می شوند و می توانند جریان برق با جابجا کرده و ایجاد یک قوس الکتریکی نمایند. می‌توانند با تولید حرارت بالا، مواد درون کوره‌ها را ذوب کنند. این الکترودها قابلیت این را دارند تا جریان برق با میزان ۱۵۰۰۰ تا ۷۰۰۰۰ آمپر را از خودشان عبور دهند.

• الکترودهای گرافیتی با قطر بزرگ یا LDGE

در کنار الکترودهای گرافیتی که داری اندازه قطر آنها زیاد نیست، الکترودهای گرافیتی ای وجود دارند که قطر آنها زیاد است و توانایی بسیار زیادی برای جابجا کردن جریان‌های قدرتمند برق حرارت بالا دارند. همین امر موجب شده تا استفاده از آن‌ها در صنایعی مانند صنعت فولاد و ذوب محبوبیت بسیار زیادی پیدا کند. این الکترودها می‌توانند جریان برقی بین ۶۰۰۰۰ تا ۱۶۰۰۰۰ آمپر را از خود عبور دهند.

خصوصیات الکترود گرافیکی

• هدایت حرارتی بالا
• مقاومت الکتریکی کم
• نقطه ذوب بالا
• مقاومت به اکسیداسیون
• محتوای کم خاکستر
• استحکام مکانیکی

کاربرد های الکترود گرافیکی

• تولید فولاد
• تولید فلز سیلیسوم
• تولید آلمینیوم
• مواد آتش ساز
• ماشین کاری تخلیصی الکتریکی (edm)

معرفی کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید الکترود گرافیکی

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات، مدارک و اموال، سالها است که در سطح شرکت ها و زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد. کد آیسیکتولید الکترود گرافیکی در زیر آمده است:

کد آیسیک انواع الکترود گرافیتی ( انواع الکترود گرافیتی –  Graphite electrode): ۳۱۹۰۳۱۲۴۷۲

کد آیسیک الکترود گرافیتی کوره قوس الکتریکی ( الکترود گرافیتی کوره قوس الکتریکی –  Electric arc furnace graphite electrode ): ۳۱۹۰۴۱۲۴۷۳

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید الکترود گرافیکی

تعرفه یا به عبارت دیگری (TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسایی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک، آمار، حمل و نقل، بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد. کد تعرفه بتولید الکترود گرافیکی عبارت است از:

کد تعرفه گمرکی الکترودزغالی، جاروبک زغالی (زغال دینام)، زغال لامپ، زغال باتری و سایر اشیای از گرافیت یا از سایر زغال‌ها، با یا بدون فلز، از نوع مورد استفاده در مصارف برقی. از نوع مورد استفاده در کوره: ۸۵۴۵۱۱۰۰

پیش بینی بازار مصرف جهانی  الکترود گرافیکی

بازار جهانی الکترود گرافیتی یک جزء حیاتی در تولید فولاد، ماشینکاری تخلیه الکتریکی و سایر صنایع است.  اندازه بازار در سال ۲۰۲۲ ۵.۲۱ میلیارد دلار ارزش گذاری شد.  پیش بینی می شود که از سال ۲۰۲۲ تا ۲۰۳۲ با ۵.۵۱٪  رشد کند.  انتظار می رود تا سال ۲۰۳۲، بازار به ۸.۹۱ میلیارد دلار برسد. میله های گرافیتی در عملیات حرارتی، به عنوان پست های نگهدارنده و در کاربردهای شیمیایی استفاده می شود. تقاضا توسط بخش های ساخت و ساز، خودرو، زیرساخت ها، هوافضا و دفاع هدایت می شود. افزایش پذیرش وسایل نقلیه الکتریکی (EVs ) و فناوری های تجدیدپذیر نیز تقاضا را افزایش می دهد. قیمت الکترود گرافیتی تحت تأثیر هزینه های مواد اولیه (نفت و کک سوزنی) است.به طور خلاصه، بازار جهانی الکترود گرافیتی به دلیل تقاضای صنعتی و فناوری‌های در حال تکامل برای رشد آماده است.

وضعیت بازار الکترود گرافیکی در ایران

 بازار الکترود گرافیتی در ایران به دلیل اهمیت آن در تولید فولاد و عملیات کوره قوس الکتریکی (EAF ) موضوع مورد توجه بوده است.

1. ۱. تقاضا و چالش های فعلی:

– صنعت فولاد ایران به شدت به فولادسازی EAF متکی است که به الکترودهای گرافیتی نیاز دارد.

– به دلیل تحریم های اعمال شده توسط ایالات متحده در سال های اخیر، کشور در تهیه این الکترودها با چالش هایی مواجه است.

– کارشناسان صنعت تخمین می زنند که ایران در حال حاضر سالانه به ۴۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ تن الکترود گرافیتی نیاز دارد، اما این رقم با توجه به اهداف کشور می تواند از ۱۰۰۰۰۰ الکترود در سال فراتر رود.

2. روندهای واردات :

– ایران از لحاظ تاریخی الکترودهای گرافیتی را از کشورهای مختلف وارد کرده است.

– چین یکی از صادرکنندگان اصلی بوده است و حدود ۷۳ درصد واردات الکترود گرافیتی ایران در سال های اخیر را به خود اختصاص داده است.

– هند و آلمان نیز در تامین الکترودهای گرافیتی ایران سهیم هستند.

3. سرمایه گذاری در تولید داخلی :

– برای رفع کمبود، چندین شرکت ایرانی سرمایه گذاری مشترکی را برای ساخت اولین کارخانه تولید الکترود گرافیتی در کشور ایجاد کرده اند.

– هدف از این اقدام ارتقای خودکفایی و کاهش اتکا به واردات است.

4. چشم انداز بازار:

– گزارش اخیر تحقیقات بازار توسط ۶Wresearch بینش هایی را در مورد بازار الکترودهای گرافیتی ایران ارائه می دهد.

– این گزارش گریدهای الکترود (قدرت فوق العاده، توان بالا، توان معمولی) و کاربردها (کوره قوس الکتریکی، کوره اکسیژن پایه، کاربردهای غیر فولادی) را پوشش می دهد.

– روند بازار، درآمدها و حجم را تا ۲۰۳۰پیش بینی می کند.

تقاضای بازار (مشتریان) الکترود گرافیکی

به گزارش انجمن فولاد جهانی، کل تولید فولاد جهان در سال ۲۰۱۷ در حدود ۱۶۷۰ میلیون تن بوده است که ۲۵ درصد آن به روش قوس الکتریکی تولید میشود و نیازمند حدود ۷۵۰ هزار تن الکترود گرافیتی است. تولید فولاد خام کشور بر اساس اطلاعات شرکت
ملی فولاد ایران در سال ۱۳۹۷ ،معادل ۶.۲۴ میلیون تن بوده است که ۹۰ درصد آن به روش قوس الکترونیکی تولید میشود. بنابراین سالانه در ایران حداقل ۴۴ تا ۷۴ هزار تن نیاز به الکترود گرافیتی تنها برای صنعت فولاد وجود دارد. ظرفیت اسمی موجود تولید
شمش فولاد در استان ۱ میلیون ۵۶۰ هزار تن است که برای این حجم نیاز به واردات ۳۲۵۰ تن الکترود گرافیتی وجود دارد. تنها در سال ۹۷ استان خراسان رضوی بالغ بر ۵۴۷۰ تن الکترود گرافیتی به ارزش ۸۲میلیون یورو واردکرده است.

عرضه بازار (رقبا) الکترود گرافیکی

اگرچه بیش از ۹۰ درصد فولاد تولیدی در کشور به روش قوس الکترونیک تولید میشود، در حال حاضر در ایران الکترود گرافیتی تولید نمیشود و تمام نیاز بازار از طریق واردات و عمدتاً از چین و هند تأمین میشود. اولین طرح تولید الکترود گرافیتی در کشور توسط
شرکت الکترود اردکان با سهامداری ایمیدرو، شرکت فولاد مبارکه، فولاد خراسان، شرکت چادرملو و شهرداری اردکان به ظرفیت ۳۰ هزار تن در دست اجرا است که هنوز به بهره برداری نرسیده است. این طرح در صورت بهره برداری تنها قادر خواهد بود ۵۰ درصد
نیاز بازار را تأمین نماید

پیش بینی رشد آتی بازار الکترود گرافیکی

طبق هدف گذاری وزارت صنعت، معدن و تجارت کشور، تا پایان سال ۱۴۰۴ ظرفیت تولید فولاد کشور باید به ۵۵ میلیون تن برسد. اجرای طرحهای فولادی جدید در کشور نیز در همین راستا است. نیاز به الکترود گرافیتی در صورت توسعه طرح های فولادی، ۱۰۰ هزار تن برآورد میشود که تأمین این نیاز مستلزم افزایش ظرفیت تولید است.

اهمیت تولید الکترود گرافیکی

ایران چهاردهمین تولیدکننده فولاد در جهان است که مصرف الکترود بالایی دارد. توسعه صنعت فولاد در کشور و نبود ظرفیت تولید الکترود گرافیتی این ماده را به یک محصول استراتژیک و نه صرفاً یک کالا تبدیل کرده است که جهش قیمتی آن تاثیر بالایی بر افزایش
قیمت تمام شده فولاد خواهدداشت.

تحلیل SWOT صنعت الکترود گرافیکی در ایران

نقاط قوت

1. تقاضای زیاد در تولید فولاد : الکترودهای گرافیتی در تولید فولاد کوره قوس الکتریکی (EAF ) ضروری هستند که به دلیل کارایی و اثرات زیست محیطی کمتر در مقایسه با کوره های بلند سنتی در سطح جهانی در حال افزایش است.
2. پیشرفت های تکنولوژیکی : پیشرفت های مستمر در فرآیندهای تولید و فناوری باعث افزایش کیفیت و عملکرد الکترودهای گرافیتی شده و آنها را کارآمدتر و بادوام تر می کند.
3. قابلیت بازیافت : الکترودهای گرافیت را می توان بازیافت و مجددا استفاده کرد که به پایداری و کاهش هزینه های تولید کمک می کند.
4. رسانایی الکتریکی بالا : الکترودهای گرافیتی رسانایی الکتریکی برتری دارند که آنها را برای تولید فولاد EAF و سایر کاربردهای در دمای بالا ضروری می کند.
5. ادغام صنعت : تعداد نسبتاً کمی از بازیگران اصلی بر بازار تسلط دارند که منجر به ثبات قیمت گذاری و کاهش رقابت می شود.

نقاط ضعف

1. هزینه های تولید بالا : تولید الکترودهای گرافیتی انرژی بر است و نیاز به سرمایه گذاری قابل توجهی دارد که منجر به هزینه های بالای ساخت می شود.
2. وابستگی به مواد خام : صنعت به شدت به کک سوزنی با کیفیت بالا که ماده خام کمیاب و گران قیمت است متکی است.
3. مقررات زیست محیطی : مقررات زیست محیطی سختگیرانه در فرآیند تولید می تواند هزینه های عملیاتی را افزایش دهد و نیاز به سرمایه گذاری های اضافی در فناوری های پاک تر داشته باشد.
4. وسانات بازار : نوسانات در صنعت فولاد می تواند منجر به تقاضای غیرقابل پیش بینی برای الکترودهای گرافیتی شود که بر ثبات درآمد تأثیر می گذارد.
5. تنوع محدود : اتکای شدید صنعت به بخش فولاد، آن را در برابر رکود در آن صنعت آسیب پذیر می کند.

فرصت ها

1. رشد در تولید فولاد EAF: تغییر به سمت تولید فولاد EAF، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، فرصت های رشد قابل توجهی را ارائه می دهد.
2. بازارهای نوظهور : افزایش صنعتی شدن و توسعه زیرساخت ها در بازارهای نوظهور تقاضا برای فولاد و در نتیجه الکترودهای گرافیتی را افزایش می دهد.
3. نوآوری های تکنولوژیکی: پیشرفت در فناوری های تولید می تواند منجر به کاهش هزینه ها، بهبود کارایی و توسعه محصولات با عملکرد بالاتر شود.
4. مزایای زیست محیطی : از آنجایی که صنایع به دنبال کاهش ردپای کربن هستند، تقاضا برای تولید فولاد EAF که کربن فشرده کمتری دارد، افزایش می یابد و نیاز به الکترودهای گرافیتی را افزایش می دهد.
5. برنامه های جدید : گسترش به بازارها و برنامه های جدید، مانند تولید باتری برای وسایل نقلیه الکتریکی، می تواند جریان های درآمدی را متنوع کند.

تهدید

1. کمبود مواد خام : کمبود یا افزایش قیمت در کک سوزنی می تواند به شدت بر هزینه های تولید و سودآوری تأثیر بگذارد.
2. نوسانات اقتصادی جهانی : رکود اقتصادی می تواند تقاضا برای فولاد و در نتیجه برای الکترودهای گرافیتی را کاهش دهد.
3. رقابت جایگزین ها : توسعه مواد یا فناوری های جایگزین می تواند تقاضا برای الکترودهای گرافیتی را کاهش دهد.
4. سیاست های تجاری و تعرفه ها : تغییر در سیاست های تجارت بین المللی و اعمال تعرفه ها می تواند بر زنجیره های عرضه جهانی و دسترسی به بازار تأثیر بگذارد.
5. نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی : افزایش آگاهی و مقررات در مورد اثرات زیست محیطی و بهداشتی تولید الکترود گرافیتی می تواند هزینه های اضافی و چالش های عملیاتی را تحمیل کند.

با در نظر گرفتن این عوامل، شرکت‌های صنعت الکترود گرافیتی بهتر می‌توانند چالش‌ها را پشت سر بگذارند و از فرصت‌ها برای ارتقای موقعیت رقابتی خود استفاده کنند. 

فرایند تولید الکترود گرافیتی

این الکترودها، باید طبق استانداردهای جهانی، از پترولیوم کک کلسینه شده ساخته شوند. ماده اصلی تولیدکننده پترولیوم کک کلسینه نیز، کک سوزنی بوده که امروزه به‌صورت کاملاً انحصاری در اختیار کشورهایی مانند آلمان، آمریکا، ژاپن و چین قرار دارد. به همین دلیل تنها چنین کشورهایی قابلیت تولید چنین ماده مهمی را برای استفاده در کوره‌های قوس الکتریکی دارند.

• استفاده از مواد خام

اولین مرحله، استفاده از مواد خام به منظور ساخت الکترودهای گرافیتی است. در این مراحل باید کک سوزنی را باکیفیت بالا تهیه کرد.

• خردکردن و الک کردن

در مرحله بعدی باید باتوجه‌به دستورالعمل‌های مشخص کک‌های سوزنی در دستگاه شکسته شده و الک شوند.

• ورز دادن

بعد از بچینگ، نیاز است تا مواد خام با نسبتی معین با حرارت ورز داده و مخلوط شود تا به شکل خمیر پلاستیکی در بیایند.

• فشرده شدن

پس از اختلاط و ورز دادن، خمیر تولید شده را سرد کرده و سپس بر طبق مشخصات محصول موردنظر، به کمک پرس، فشرده می‌کنند.

• برشته کردن

در کوره‌های برشته کردن، الکترود باتوجه‌به نیازهای تکنولوژی تا دمای مشخصی برشت شده و محصول نهایی با مواد مشخصی آغشته خواهد شد تا ویژگی‌های مکانیکی بهبود یابد و سپس بازهم برشته شود.

• ساخت گرافیت

محصولات برشته شده ثانویه در کوره‌های مقاومت گرافیت دار الکتریکی قرار داده شده و تا دمای ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم خواهند شد. در اثر چنین گرمایی ساختار اتم‌های کربن به شکل کریستالی خاص در می‌آید و کربن به گرافیت تبدیل خواهد شد.

• تراشکاری

در مرحله نهایی نیز باید عملیات تراشکاری را بر روی الکترودها انجام داد. تراشکاری باعث خواهد شد تا الکترودها شکل استوانه‌ای به خود گرفته و بتوان آن‌ها را در قطرهای مختلفی تولید کرد. در نهایت نیز یک عدد پین بر روی الکترودها نصب خواهد شد.

تجهیزات موردنیاز برای تولید الکترود گرافیتی

برای تولید الکترودهای گرافیتی به دستگاه‌ها و تجهیزات به خصوصی نیاز است. این دستگاه‌ها و تجهیزات می‌توانند در فرایند تولید الکترودهای گرافیتی مورداستفاده قرار بگیرند. همچنین باید بدانید که این دستگاه‌ها بسیار خاص و ویژه بوده و قیمت‌های بسیار زیادی دارند. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کلسینر
• پرس هیدرولیک
• مخزن اشباع
• کوره گرافیت
• تجهیزات پردازش مکانیکی
• دستگاه برشته‌کن

افزودنی‌های موردنیاز برای تولید الکترود گرافیتی

مواد افزودنی الکترودهای گرافیتی عمدتاً چسبنده و اشباع کننده هستند. چسب و عامل اشباع کننده شامل زغال‌سنگ، روغن آنتراسن و رزین مصنوعی است. علاوه بر این مواد، برخی ماده‌های کمکی مانند ماسه کوارتز، ذرات کک متالوژی و پودر کک در تولید الکترودهای گرافیتی کاربرد دارد. الکترود گرافیتی به‌صورت کلی از کک نفتی، کک سوزنی (به‌عنوان ماده خام) و زغال‌سنگ (به‌عنوان ماده چسبنده) تولید خواهد شد.

پیش بینی میزان سرمایه گذاری و سودآوری طرح تولید الکترود گرافیکی

ظرفیت تولید سالیانه :۳۰۰۰ تن
مساحت زمین موردنیاز :۶۰۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۲۶۱۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳۵۴ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱۰.۵میلیون دلار
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۶ میلیون دلار
نرخ بازده داخلی در سال مبنا : ۳۷.۶۱ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: