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石墨电极行业定义

石墨电极是指以石油焦和沥青焦为骨料，煤沥青为粘结剂，经过原料煅烧、破碎研磨、配料、捏合、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而成的一种耐高温石墨导电材料。它被称为人造石墨电极(简称石墨电极)，与以天然石墨为原料制备的天然石墨电极不同。

石墨电极主要以石油焦和针状焦为原料，煤焦油沥青为粘结剂，经过煅烧、配料、混捏、压制、焙烧、石墨化和机械加工而成。它是一种导体，以电弧的形式释放电能来加热和熔化炉料。按其质量指标可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极和超高功率石墨电极。

生产石墨电极的主要原料是石油焦。普通电力石墨电极可添加少量沥青焦，石油焦和沥青焦的硫含量不能超过0.5%。生产高功率或超高功率石墨电极时也需要针状焦。生产铝阳极的主要原料是石油焦，硫含量控制在不超过1.5% ~ 2%。石油焦和沥青焦应符合国家相关质量标准。

根据国家标准，石墨电极可分为三种类型:普通功率石墨电极(RP)、高功率石墨电极(HP)和超高功率石墨电极(UHP)。

1.普通功率石墨电极(RP)，如果允许电流密度低于17A/cm2，原料主要是石油焦和煤焦油沥青，生产周期45天左右，主要是冶炼普通钢、硅和黄磷。

2.高功率石墨电极(HP)，允许电流密度在18和25 A/cm2之间。原料为石油焦和煤焦油沥青，并添加针状焦。生产周期60天左右，主要用于炼钢。

3.超高功率石墨电极(UHP)，允许电流密度大于25A/cm2。原料包括石油焦、针状焦和煤焦油沥青。UHP的针状焦含量高于大功率石墨电极，生产周期大于65天。用于冶炼精钢和特殊钢。

优势

(1)模具几何形状的日益复杂和产品应用的多样化，导致对火花机放电精度的要求越来越高。石墨电极的优点是易于加工，放电加工去除率高，石墨损耗低。所以群发火花机的部分客户放弃了铜电极，改用石墨电极。另外，有些特殊形状的电极是不能用铜做的，但是石墨比较容易成型，铜电极比较重，不适合加工大电极。这些因素都导致基于组的火花机的一些客户应用石墨电极。

(2)石墨电极更容易加工，加工速度明显快于铜电极。比如石墨采用铣削技术加工，其加工速度比其他金属快2 ~ 3倍，而且不需要额外的手工处理，而铜电极则需要手工打磨。同样，如果用高速石墨加工中心制造电极，速度会更快，效率会更高，也不会有粉尘问题。在这些过程中，选择合适硬度的刀具和石墨可以减少刀具的磨损和铜电极的损伤。如果将石墨电极的球磨时间与铜电极的球磨时间进行比较，石墨电极的球磨时间比铜电极快67%。一般来说，石墨电极的研磨时间比铜电极快58%。这样，加工时间大大减少，制造成本也降低。

(3)石墨电极的设计不同于传统的铜电极。许多模具厂通常对铜电极的粗加工和精加工有不同的余量，而石墨电极使用几乎相同的余量，这减少了CAD/CAM和加工的数量。光是这个原因就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。

石墨电极行业发展态势分析

石墨是一种导电材料，主要用于钢铁冶炼。它是一种以碳为主要元素的非金属固体材料。它是以石油焦和针状焦为原料，以煤沥青为粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压制、焙烧、石墨化和机械加工而成。它是一种导体，在电弧炉中以电弧的形式释放电能来加热和熔化炉料。

按质量指标可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极和超高功率石墨电极。主要区别在于它能承载的电流密度，适用于不同功率的电弧炉。

石墨生产流程长，工艺复杂，工艺和设备存在一定壁垒，以焙烧和浸渍为核心工序。

目前，国内外超高功率石墨电极的生产主要采用“一浸二烘”工艺。这种工艺属于国内外先进炭素企业多年的成熟经验，工艺繁琐复杂。尽可能采用全自动控制系统对生产过程进行控制和管理，以保证产品质量。但是接头需要浸三次，烤四次。

焙烧生产周期长，能耗高，对成品质量和下道工序的成品率影响很大，因此焙烧炉的选择至关重要。

此外，这种工艺需要配备国外先进的设备，如全自动配料、立式捣固卧式压力机等，才能实现规模化生产，新企业需要花费大量的时间和财力进行研发，才能掌握这种工艺，并提供相应的设备。

石墨产业链上游的原料主要是石油焦和针状焦，原料占石墨电极生产成本的65%以上。

我国针状焦的生产技术和工艺与国外还有较大差距，国产针状焦质量难以保证。因此，中国仍然高度依赖高质量针状焦的进口。

石墨电极的主要下游应用是电弧炉炼钢。

电弧炉是石墨电极最大的下游需求，国内占80%，国外占90%。

超高功率石墨电极可用于大容量电弧炉和特殊钢电弧炉。

石墨电极的第一个特点是可以导电发电，从而在高炉中产生铁屑或其他原料的高温熔化，生产钢铁等金属制品；第二个特点是电阻率低，耐电弧炉热梯度，所以在钢铁行业应用广泛。

总体来看，我国石墨电极的消费量呈增长趋势，从2017年的44.36万吨增长到2020年的58.81万吨，年均复合增长率为9.86%。预计2022年将达到74.32万吨。

统计显示，2017年石墨电极消费量为44.36万吨，2021年为66.61万吨。2017-2022年石墨电极的消费量如下:

图表:2017-2022年石墨电极的消费量

数据来源：智研瞻产业研究院整理

2017-2022年中国石墨电极行业总体规模

统计数据显示，2017年中国石墨电极行业市场规模为244.89亿元，2021年中国市场规模为511.73亿元。2017-2022年中国石墨电极行业市场规模如下:

图表:2017-2022年中国石墨电极行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

石墨电极市场竞争程度分析

石墨行业的中游是石墨电极生产企业，参与者主要是民营企业。中国石墨电极产量约占全球石墨电极产量的50%。作为中国石墨电极行业的龙头企业，方大炭素在中国的石墨电极市场占有率超过20%，石墨电极产能位居世界第三。

石墨电极产品投资方向建议

1.产业集中度不断提高。

目前，在我国“双碳”政策的引导下，行业的环保和能耗要求不断提高。但需要更多的技术支持才能实现，这使得中小企业面临更大的压力，整体产能利用率处于较低水平。在这种背景下，许多低端石墨电极企业一方面要面对需求的萎缩，另一方面又要面对环保和能耗的提高，竞争力会不断减弱，从而被逐步淘汰。可以预计，未来随着大量低端企业的退出和行业整合的推进，石墨电极行业的集中度也将不断提高。

2.去产能将是行业的重要发展方向。

自2017年剥离钢材带来的巨额利润吸引了大量新增产能投资以来，我国石墨电极行业发展迅速，产能规模不断扩大，但随之而来的是严重的产能过剩问题。2021年，中国石墨电极产能达到171.7万吨，占全球供应量的65%。但实际产量只有100.9万吨，对应的产能利用率为59%。虽然较2020年有明显改善，但仍处于较低水平。可见，未来，去产能将是行业发展的主要方向之一。

3.超高功率石墨电极产品已成为行业主流趋势。

石墨电极是电弧炼钢的必要消耗品。随着近年来国家对电弧炉短流程炼钢的大力支持，短流程炼钢即电弧炉炼钢将成为未来的一个重要趋势。优质钢和特殊钢也是用电炉冶炼的。提高电炉钢比重是我国由钢铁大国向钢铁强国转变的重要举措。此外，超高功率石墨电极还具有效率高、污染少、成本低等特点。，更符合我国节能降耗的环保要求。将更受市场青睐，其需求将持续增长，从而推动我国石墨电极行业的发展。

图表:石墨电极产品投资方向建议

资料来源：智研瞻产业研究院整理

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