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石墨制品是以石墨(包括人造石墨和天然石墨)为主要原料制成的各类产品的统称,涵盖石墨电极、特种石墨、石墨坩埚、石墨模具、石墨热场、石墨密封件等多种产品类型,广泛应用于冶金、化工、新能源、电子、机械等工业领域。
石墨电极的起源与早期工业化应用紧密相关。1900年,Paul Heroult发明了电弧炉,推动了石墨电极作为导电材料的应用。更早的制备方法探索包括1842年德国学者R.H.Bunsen以碳粉与煤粉混合制备碳质电极,以及1868年美国科学家卡斯特纳(Castner)和爱奇逊(Acheson)分别发明了无定形碳转化为人造石墨电极的方法。
中国石墨电极工业起步于20世纪50年代。1955年,中国第一家石墨电极企业吉林炭素厂在前苏联援助下投产。此后,其发展经历了几个关键阶段:1995年启动发展、2011年批量生产、2013年企业分化、2017年景气提升、2018年步入下行轨道、2019年价格战纷起。
技术演进方面,石墨电极经历了从普通功率到高功率、再到超高功率的发展。1980年,国外钢铁工业将炼钢电弧炉按每吨炉容的变压器容量分为普通功率电炉(RP炉)、高功率电炉(HP炉)和超高功率电炉(UHP炉)三类。为匹配更高功率的电炉,石墨电极也相应发展出高功率(HP)和超高功率(UHP)产品。大直径电极的研发是重要方向,例如方大炭素于2024年率先攻克了直径750毫米石墨电极的世界技术难题。
进入21世纪20年代,技术持续创新。2025年,中州炭素申请了一项名为“一种可进行预处理的电弧炉用石墨电极”的专利(公开号CN120488760A),旨在通过多功能预处理保护机构提升电极的抗氧化性能。市场方面,短流程炼钢(电弧炉炼钢)的推进带动了石墨电极需求增长。根据国务院《2024—2025年节能降碳行动方案》等政策,到2025年底电炉钢产量占粗钢总产量比例力争提升至15%,这被视为拉动石墨电极需求的重要催化剂。