根據(jù)冶煉品種不同，冶煉用礦熱爐可選用普通石墨電極、炭電極或自焙電極作為導(dǎo)電電極。石墨電極是以石油焦、瀝青焦為主要原料經(jīng)高溫石墨化制成的導(dǎo)電材料。自焙電極由礦熱爐上的電極殼與填充的電極糊組成，電極糊以無煙煤、焦炭和煅后石油焦為原料，加入煤瀝青作為粘結(jié)劑，在一定溫度下制成。電極糊裝入已安裝在礦熱爐上的電極殼內(nèi)，在礦熱爐生產(chǎn)過程中依靠電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)和爐內(nèi)傳導(dǎo)熱，自行燒結(jié)焦化，邊使用、邊接長、邊燒結(jié)成型。

     （1）炭電極的特點(diǎn)概述

     目前，炭電極在我國生產(chǎn)工業(yè)硅的敞口型礦熱爐上應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用比例約占70%，其余約30%仍使用石墨電極；在鐵合金礦熱爐及電石礦熱爐上以使用 自焙電極為主；在生產(chǎn)黃磷的封閉型礦熱電爐上仍以使用石墨電極為主。

     炭電極的研發(fā)、應(yīng)用在我國雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，目前除工業(yè)硅行業(yè)外，我國鐵合金冶煉用炭電極也已經(jīng)成功研制，并開始了批量生產(chǎn)；電石、黃磷、鈦渣等冶煉礦熱爐用炭電極產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)應(yīng)用。炭電極與石墨電極、自焙電極相比的主要優(yōu)點(diǎn)分別如下：

     炭電極的生產(chǎn)過程需經(jīng)過中碎、配料、混捏、成型、焙燒和機(jī)加工等環(huán)節(jié)，焙燒成型的半成品在機(jī)加工車間需根據(jù)訂單規(guī)格進(jìn)行切割，將產(chǎn)生約20%的邊角余料，這些余料也可以全部作為原料循環(huán)使用，因此炭電極的生產(chǎn)過程還具有循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，無廢渣、工業(yè)廢水的排放。

     由于炭電極作為礦熱爐用導(dǎo)電電極在節(jié)能減排、降低成本、產(chǎn)品規(guī)格、提高冶煉效率和安全性等方面具有明顯的比較優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其理化指標(biāo)亦能完全滿足下游行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的要求，因此具有替代石墨電極和自焙電極的巨大潛力。

     （2）炭電極替代石墨電極的優(yōu)勢(shì)分析

     ① 降低能耗、節(jié)約能源

     石墨電極在生產(chǎn)過程中需要將焙燒品加熱至2,500-3,000℃高溫進(jìn)行石墨化，石墨化一噸電極消耗4,000 余度電能，同時(shí)還消耗大量的冷卻水。炭電極是將原料經(jīng)破碎、篩分、混捏、成型、焙燒，機(jī)加工后而制成產(chǎn)品，無石墨化工序，因此使用炭電極可以極大的降低電耗、節(jié)約能源，同時(shí)也符合國家節(jié)能環(huán)保的政策方向。

     ② 大規(guī)格電極能大幅提高經(jīng)濟(jì)效益

     一般來說，由于生產(chǎn)工藝的差異，石墨電極的直徑大多在700mm 以下，而炭電極的直徑可達(dá)1,400mm。電極直徑加大后，擴(kuò)大了電極底面的有效熔煉范圍，可以減少電爐的干燒，大大節(jié)約電能，并保持電爐有較長時(shí)間的穩(wěn)產(chǎn)、高質(zhì)、低耗，大幅提高經(jīng)濟(jì)效益。

     ③ 炭電極規(guī)格大，能滿足礦熱爐向大功率發(fā)展的要求

     一般而言，礦熱爐容量與導(dǎo)電電極直徑規(guī)格配比關(guān)系如下：

     目前，炭電極的最大規(guī)格可達(dá)直徑1,400mm，而石墨電極的規(guī)格一般在直徑700mm 以下，炭電極更能滿足我國礦熱爐向大功率發(fā)展的要求。2007 年以來，我國先后出臺(tái)多項(xiàng)政策加快淘汰鐵合金、電石、黃磷行業(yè)小功率礦熱爐，并制定行業(yè)準(zhǔn)入政策，鐵合金、電石、黃磷冶煉行業(yè)技術(shù)裝備的升級(jí)將進(jìn)一步促進(jìn)炭電極產(chǎn)品在礦熱爐冶煉過程中的應(yīng)用。

     ④ 成本更低、性價(jià)比高

     生產(chǎn)石墨電極工藝流程長，石墨化耗電量大，因此價(jià)格也較高。而炭電極無需石墨化，生產(chǎn)成本及價(jià)格相對(duì)石墨電極更便宜，使用炭電極更經(jīng)濟(jì)。在噸產(chǎn)品電極消耗量基本相同的情況下，炭電極價(jià)格相當(dāng)于石墨電極的三分之二左右。

     （3）炭電極替代自焙電極的優(yōu)勢(shì)分析

     ① 減少污染物排放

     自焙電極是把電極糊裝入已安裝在礦熱爐上的電極殼內(nèi)，在礦熱爐生產(chǎn)過程中依靠電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)和爐內(nèi)傳導(dǎo)熱，自行燒結(jié)焦化，這種電極可連續(xù)使用，邊使用、邊接長、邊燒結(jié)成型。電極糊在爐內(nèi)焙燒時(shí)冒出大量瀝青煙氣，嚴(yán)重污染環(huán)境和人體健康。炭電極在使用時(shí)無自焙過程，不存在瀝青揮發(fā)，更節(jié)能環(huán)保。

     ② 能源消耗小、冶煉效率高

     由電極糊焙燒而成的自焙電極電阻率較大，允許電流密度較低，單位產(chǎn)品耗電量較大，而且電極糊燒結(jié)成自焙電極時(shí)需要通電產(chǎn)生熱量才能夠完成，這樣就增加了電能的消耗。炭電極相對(duì)于自焙電極來說，電阻率低，電極自耗小，節(jié)電近30%。同時(shí)，炭電極體密度高、灰分低、抗氧化性好，可以提高礦熱爐熱效率及單位時(shí)間產(chǎn)量，縮短冶煉時(shí)間。

     ③ 生產(chǎn)過程更安全

     自焙電極的物理性能較低，當(dāng)電極糊質(zhì)量不穩(wěn)或冶煉操作不當(dāng)時(shí)，自焙電極容易發(fā)生斷裂事故（“軟斷”或“硬斷”）。而炭電極抵抗熱應(yīng)力、防止電極斷裂的性能優(yōu)于自焙電極，不存在軟斷事故。