根据原材料和成品理化指标的不同，石墨电极分为三种:普通功率石墨电极(RP级)、高功率石墨电极(HP级)和超高功率石墨电极(UHP级)。这是因为石墨电极主要用作电弧炼钢炉的导电材料。20世纪80年代，国际电弧炼钢工业根据每吨炉容量变压器输入功率将电弧炼钢炉分为三类:普通电炉(RP炉)、大功率电炉(HP炉)和超大功率电炉(UHP炉)。20t以上普通电炉每吨炉容变压器输入功率一般在300kW/t左右；大功率电炉约400 kw/t；40t以下电炉输入功率500 ~ 600kw/t，50 ~ 80t为400 ~ 500kw/t，100t以上电炉为350 ~ 450kw/t，称为超高功率电炉。

到20世纪80年代末，经济发达国家大量淘汰50t以下的中小型普通电炉，新建电炉多为80 ~ 150t的超高功率电炉，输入电功率提高到800 kW/t，90年代初，一些超高功率电炉进一步提高到1000 ~ 1200 kW/t，高功率和超高功率电炉使用的石墨电极工作条件更加苛刻，因为通过电极的电流密度

结果出现了以下问题:(1)由于电阻热和热气流使电极温度升高，增加了电极和接头的热膨胀，电极的氧化消耗也增加了。

电极中心部分与电极外圆的温差增大，温差引起的热应力也相应增大，使电极容易产生裂纹和表面剥落。

回到1810年汉弗莱。汉弗莱·戴维用木炭制成了通电后能产生电弧的碳电极，为碳材料用作高温导电电极开辟了广阔的前景。1846年，Stair和Edwards将焦炭粉和蔗糖混合，压制，高温烘烤，制成了另一种碳电极。然后，将碳电极浸入浓缩糖水中以增加其体积密度，他们获得了生产这种电极的专利权。

1877年，美国克利夫兰的C.F.Brush和w.H.Lawrence利用煅烧石油焦研制成功了低灰分碳焊条。

1899年，O.G.Pritchard首先报道了用锡兰天然石墨制作天然石墨电极的方法。1896年，H.Y.Gastner获得了利用电力将碳电极直接加热到高温的专利权，从而生产出性能优于天然石墨电极的人造石墨电极。

1997年，美国碳化硅公司的艾奇逊等在生产碳化硅的电阻炉中制造出第一批由石油焦制成的人造石墨电极。产品规格为22毫米×32毫米×380毫米。这种人造石墨电极随后被用于电化学工业生产苛性钠。在此基础上设计了“艾奇逊”石墨化炉，由石油焦制成的碳电极和少量电阻材料(冶金焦颗粒)构成“炉芯电阻”，通电时产生高温，使石油焦制成的碳电极在高温下“石墨化”，得到人造石墨电极。

页（page的缩写）法国人L.T.Heroult在19世纪末发明了直接电弧炉，并开始用于冶炼电石和铁合金。1899年首次用于炼钢，电弧炉需要一定数量的耐高温导电电极。虽然艾奇逊石墨公司在1900年左右出售可连接电极，但当时只能生产小尺寸的石墨电极。

20世纪初，电炉炼钢主要采用以无烟煤为原料的碳电极或以天然石墨为原料的天然石墨电极。生产碳电极或天然石墨电极的过程相对简单，

1910年，直径为610mm的碳电极供应市场。然而，随着石墨电极优异性能和制造工艺的不断提高，大尺寸石墨电极的批量生产和销售价格正在下降，电炉炼钢行业正在逐步转向石墨电极，碳电极或天然石墨电极的使用逐渐减少。

自20世纪60年代以来，大多数电弧炉都使用石墨电极。

1914年至1918年制造的石墨电极Z的最大直径仅为356毫米，

1924年生产出直径为406mm的石墨电极，1930年扩大到457mm，1937年扩大到508mm。很快，直径为559mm、610mm、660mm、711mm、762mm的大尺寸石墨电极被生产出来。

20世纪80年代，世界上用于Z-big电弧炉的石墨电极直径为813毫米。第二次世界大战后，生产石墨电极的原料、设备和制造技术的质量不断提高。随着电炉炼钢对输入电功率需求的不断增加，高功率和超高功率石墨电极在20世纪60年代和70年代相继研制成功。

由于石墨电极质量的不断提高和电炉炼钢工艺的改进，每吨电炉钢的石墨电极消耗已由70年代的6 ~ 8公斤下降到80年代的4 ~ 6 ~ 8公斤(普通电炉)。超高功率石墨电极的大型电炉吨钢石墨电极消耗已降至2.5kg左右，而超高功率DC电弧炉(只有一个石墨电极)可降至1.5kg左右，80年代末世界工业发达国家大部分电炉吨位已增至80 ~ 200 t，因此大量使用直径550 ~ 750 mm的高功率或超高功率石墨电极。

多样

(3)电磁力增大，引起剧烈振动。在剧烈振动下，电极因连接松动和跳闸而断裂的概率增加。因此，高功率和超高功率石墨电极的物理机械性能必须优于普通功率石墨电极，如电阻率低、体积密度高、机械强度高、热膨胀系数低、抗热震性好等。表1列出了20世纪80年代末三种不同功率的电弧炉的通用标准系列和所用石墨电极的直径。为了满足炼钢厂大功率和超大功率电炉大规模发展的需要，从20世纪80年代开始，欧美和日本的炭素厂主要生产两种有质量标准的石墨电极，即大功率石墨电极和超大功率石墨电极，而普通功率石墨电极由于市场小，很少生产。DC电弧炉用石墨电极DC电弧炉是80年代初开发的一种新型电炉炼钢设备。最初的DC电弧炉是由原来的交流电弧炉改造而成的，有的用三个石墨电极，有的用两个石墨电极。

石墨电极是以石油焦和沥青焦为颗粒材料，以煤沥青为粘结剂，经捏合、成型、焙烧、石墨化和机械加工而成的一种耐高温石墨导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料。电能通过石墨电极输入电炉，电极端与炉料之间电弧产生的高温作为热源熔化炉料用于炼钢。其他电熔炼或电解设备通常使用石墨电极作为导电材料。2000年，世界消耗约100万吨石墨电极，2000年中国消耗约25万吨石墨电极。利用石墨电极优异的物理和化学性能，它们也被广泛应用于其他工业部门。以生产石墨电极为主的炭素制品行业已成为当代原材料工业的重要组成部分。