הקשר בין התכונות הפיזיקליות והכימיות של אלקטרודות גרפיט לבין צריכת ייצור פלדה בתנור חשמלי

ייצור פלדה בתנור קשת חשמלי מבוסס עלאלקטרודותלייצר קשתות, כך שניתן יהיה להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיית חום בקשת, להמיס את עומס התנור ולהסיר זיהומים כגון גופרית וזרחן, להוסיף יסודות נחוצים (כגון פחמן, ניקל, מנגן וכו') לפלדה או לסגסוגת בעלי תכונות שונות. חימום אנרגיה חשמלית יכול לשלוט במדויק בטמפרטורת התנור ולייצר גז פליטה בטמפרטורה נמוכה. יעילות החום של תנור ייצור הפלדה בקשת גבוהה מזו של הממיר.

לפיתוח טכנולוגי יש היסטוריה של כ-100 שנה בייצור פלדה מסוג EAF, למרות ששיטות אחרות תמיד מתמודדות עם אתגרי ייצור פלדה ותחרות, במיוחד ההשפעה של ייצור פלדה חמצן יעיל במיוחד, אך חלקו של ייצור פלדה מסוג EAF בתפוקת הפלדה העולמית עדיין עולה משנה לשנה. בתחילת שנות ה-90, פלדה המיוצרת על ידי EAF בעולם היוותה שליש מכלל תפוקת הפלדה. במדינות מסוימות, EAF הייתה טכנולוגיית ייצור הפלדה העיקרית, וחלקו של הפלדה המיוצרת על ידי התכת EAF היה גבוה ב-70% מזה שבאיטליה.

בשנות ה-80, ייצור פלדת EAF נפוץ ביציקה רציפה, ובהדרגה נוצר "תהליך ייצור חיסכון באנרגיה של חימום מוקדם של גרוטאות, התכת יציקה רציפה וגלגול רציף, תנור קשת משמש בעיקר לייצור גרוטאות ציוד מהיר כחומר גלם לייצור פלדה. על מנת להתגבר באופן מהותי על חוסר היציבות של תנור קשת AC בעל הספק גבוה במיוחד, חוסר איזון באספקת חשמל תלת פאזי וזרם והשפעה חמורה על רשת החשמל, מחקר על תנור קשת DC הוכנס לשימוש תעשייתי במאה הראשונה.באמצע שנות ה-90, תנור קשת DC המשתמש בשורש אחד בלבד של אלקטרודת הגרפיט היה בשימוש נרחב בעולם (2 תנורי קשת DC עם אלקטרודות גרפיט).

היתרון הגדול ביותר של תנור קשת זרם ישר (DC) הוא הפחתה משמעותית של צריכת אלקטרודות גרפיט. עד סוף שנות ה-70, צריכת אלקטרודות גרפיט לטון פלדה בכבשן קשת זרם ישר (AC) הייתה 5 ~ 8 ק"ג, ועלות אלקטרודות הגרפיט היוו 10% מסך העלות של פלדה (15%). למרות שננקטו מספר צעדים, צריכת אלקטרודות הגרפיט ירדה ל-4.6 ק"ג, או 7-10% מעלויות הייצור. השימוש בשיטת ייצור פלדה בעלת הספק גבוה והספק גבוה במיוחד גרם להפחתה של צריכת אלקטרודות הגרפיט ל-2 ~ 3 ק"ג/טון פלדה. בתנור קשת זרם ישר, המשתמש באלקטרודת גרפיט אחת בלבד, ניתן להפחית את צריכת אלקטרודות הגרפיט ל-1.5 ק"ג/טון פלדה.

גם התיאוריה וגם הפרקטיקה מראות כי ניתן להפחית את הצריכה הבודדת של אלקטרודת גרפיט ב-40% עד 60% בהשוואה לתנור קשת AC.