石墨电极
单晶炉热场用石墨电极
单晶炉热场用石墨电极石墨电极是单晶炉热场中重要的组成部分，其作用是提供电流和热量，从而实现单晶生长过程中的温度控制和材料熔融。
本文将从石墨电极的结构、材料特性、使用注意事项等方面进行介绍。
一、石墨电极的结构和材料特性石墨电极通常由石墨材料制成，具有良好的导电性和耐高温性能。
其结构一般包括电极杆和电极头两部分。
电极杆是连接电源的部分，需要具备足够的强度和导电性；而电极头是与炉体接触的部分，需要具备良好的导热性和耐热性。
石墨电极的材料特性主要包括导电性、热导率和机械强度等方面。
导电性是石墨电极的重要特性之一，它决定了电流的传导能力。
热导率则决定了石墨电极向炉体传递热量的能力，对保持炉内温度分布的均匀性起到重要作用。
机械强度则影响了石墨电极的使用寿命和稳定性。
二、石墨电极的使用注意事项1. 选择合适的石墨电极材料：根据单晶炉的工作温度和材料要求，选择适合的石墨电极材料。
常见的石墨电极材料有高纯度石墨、等离子石墨等，需根据具体情况进行选择。
2. 保持电极与炉体的良好接触：石墨电极与炉体之间需要保持良好的接触，以确保电流和热量的顺利传递。
在安装电极时，应注意调整电极头与炉体的紧密度，避免出现间隙。
3. 控制电极的使用寿命：石墨电极在使用过程中会发生损耗，其寿命与电流强度、炉内温度、石墨材料质量等因素有关。
合理控制电流强度和炉内温度，选择质量良好的石墨材料，可以延长电极的使用寿命。
4. 定期检查和维护电极：定期检查和维护石墨电极的状态，及时发现并处理电极头磨损、断裂等问题。
同时，注意清理炉内的杂质和积碳，保持电极表面的洁净。
5. 避免电极过热和过载：过高的电流密度和过大的电流冲击会导致石墨电极过热、烧损甚至断裂。
因此，在使用过程中要避免电极过热和过载的情况，合理控制电流强度，避免突然变化的电流冲击。
三、单晶炉热场用石墨电极的发展趋势随着单晶技术的发展和应用的不断扩大，对石墨电极的要求也越来越高。
未来，单晶炉热场用石墨电极的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 提高材料质量：石墨电极的导电性、热导率和机械强度等特性需要不断提高，以满足单晶生长过程中对温度控制和材料熔融的要求。
石墨电极的优点与加工
石墨电极的优点与加工一、石墨电极与铜电极相比的优点1.石墨电极消耗小：导电性好，电阻率低，根据电气条件不同，为铜的1/3～1/5。
粗加工时，可达到无损耗放电；EDM粗加工使用石墨电极时，电流越大，损耗越小，这与铜不同；石墨可用较大的电流，根据石墨电极的情况，可以达到几百安培。
2.石墨电极EDM加工速度快：为铜的1.5～3倍，粗加工更有利；粗加工间隙可达0.5～0.8MM；电流可达50～100A；3.机械加工性能好：切削阻力为铜的1/4，加工速率，加工粗公电极为铜的2～3倍；加工精公石墨公是制造铜电极的5倍。
4.石墨电极比重轻：为铜的1/5，可用于大型的电极；电极易夹持。
5.石墨电极耐高温：可耐温度为3650℃；高温下不软化，热膨胀系数为铜的1/4，不变形；6.石墨电极可粘结：可以使用导电粘结剂；可重复或降面再次使用；7.表面处理容易：可用砂纸比较容易地处理加工纹；无加工毛刺；8.可减少单个电极的数量，可做成组合电极；可实现复杂的几何造型；9.精加工石墨电极时，当电极为负时，加工速度快2～3倍，根据选材不同，可以达到不同的表面要求，最好可达到Ra 1µm。
在要求Ra0.4 µm以下的精细表面加工，石墨电极就不合适。
10.对于微细类加工，要求极低的电极损耗。
这时，就要选用优质的紫铜电极或铬铜电极。
11.对于高附加值零件的放电加工，使用价格更昂贵的铜钨合金能获得更小的电极损耗，尤其在加工硬质合金类钢料时。
12.铜电极不适宜于打深骨位的薄片；会产生弯曲变形，建议用石墨电极或铜钨电极；13.红铜在生产时，表面会形成硬化层，在加工电极时应去除硬化层放电加工，以避开1㎜左右的表面硬化层，在锣铜电极时需要注意到此点。
二、石墨电极EDM加工推荐电气条件加工条件电流密度(A/㎝2) 脉宽(µsec) 电极损耗率% 加工速度(g/min) 表面粗糙度(µmRaX) 粗加工3～7 75%～85% 5～7XLP 1～5 25～100精加工0～1 50%左右3～5XLP 0.02～0.08 1～10备注：1)电流密度最大值通常设为5A/㎝2。
石墨电极技术参数介绍
石墨电极技术参数介绍石墨电极是冶金行业中常用的一种电极材料。
它主要用于电弧炉中进行熔炼和精炼金属，具有高温稳定性、热导率好、机械强度高等优点。
下面将对石墨电极的技术参数进行介绍。
1.尺寸参数：石墨电极的尺寸参数包括直径、长度和形状等。
直径一般在200mm到800mm之间，长度可以根据使用需要调整。
石墨电极的形状有圆柱形、方柱形等不同类型，根据具体情况选择合适的形状。
2.电导率：电导率是衡量石墨电极导电性能的重要指标。
石墨电极的电导率一般在10-20μΩ•m之间，高电导率能够提高电弧炉的能效，减少能源的消耗。
3.密度：石墨电极的密度一般在1.55-1.65g/cm³之间。
高密度可以提高石墨电极的机械强度和耐磨性。
4.灰分：灰分是石墨电极中无机杂质的含量，一般是石墨电极的重要指标之一、灰分越低，电极的纯度越高，能够提高电极的使用寿命。
通常对于石墨电极来说，灰分应该在0.3%以下。
5.抗折强度：石墨电极的抗折强度是指在一定条件下电极抗折断的能力。
抗折强度一般在8-14MPa之间，抗折强度越高，电极越不容易断裂，使用寿命也更长。
6.膨胀系数：石墨电极的膨胀系数是指石墨电极在高温下热胀冷缩的程度。
膨胀系数较低的石墨电极能够减小因温度变化引起的氧化损坏和断裂风险。
7.抗渣性能：石墨电极的抗渣性能是指电极在高温下长时间与熔融金属接触不产生显著的变化，不易被渣蚀。
优秀的抗渣性能可以提高电极的使用寿命和稳定性。
8.精度要求：石墨电极的精度要求主要体现在加工精度和表面质量上。
加工精度包括直径精度、圆度精度和平行度精度等。
表面质量要求光滑，没有裂纹和明显的瑕疵。
9.石墨电极连接方式：石墨电极的连接方式有螺纹连接和插销连接两种。
螺纹连接方式简单可靠，适用于直径较大的电极。
插销连接方式则适用于直径较小的电极，可以提高电极的连接紧密度。
总结：石墨电极的技术参数主要包括尺寸参数、电导率、密度、灰分、抗折强度、膨胀系数、抗渣性能、精度要求以及连接方式等。
石墨电极是什么东西
石墨电极是什么东西
石墨电极是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制
成的一种耐高温石墨质导电材料，称为人造石墨电极（简称石墨电极），以区别于采用天然石墨为原料制备的天然石墨电极。
石墨电极是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，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。
石墨电极生产的主要原料为石油焦，普通功率石墨电极可加入少量沥青焦，石油焦和沥青焦含硫量都不能超过0.5%。
生产高功率或超高功率石墨
电极时还需要加针状焦。
铝用阳极生产的主要原料为石油焦，并控制硫分不
大于1.5%～2%，石油焦和沥青焦应符合国家有关质量标准。
石墨电极较容易加工，且加工速度明显快于铜电极。
比如采用铣削工艺加工石墨，其加工速度较其他金属加工快2～3倍且不需要额外的人工处理，而铜电极则需要人手挫磨。
同样，如果采用高速石墨加工中心制造电极，速
度会更快，效率也更高，还不会产生粉尘问题。
在这些加工过程中，选择硬
度合适的工具和石墨可减少刀具的磨损耗和铜电极的破损。
如果具体比较石。
石墨电极
石墨电极Graphite electrode石墨电极，主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热融化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率，高功率和超高功率。
1)普通功率石墨电极允许使用电流密度低于17A/cm2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电极。
2）抗氧化涂层石墨电极表面涂覆一层抗氧化保护层（石墨电极抗氧化剂）的石墨电极。
形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗（19%-50%），延长电极的使用寿命（22%-60%），降低电极的电能消耗，这项技术的推广使用可以带来这样的经济社会效应：①石墨电极单位消耗的较少，生产成本有一定的降低。
例如某炼钢厂，按全年未发生停产一级LF精炼炉每周35根石墨电极左右，精炼处理165炉的消耗量计算，采用石墨电极抗氧化技术后，每年可节省373根（153吨）电极，每年每吨超高功率电极16，900元人民币计算，可节省258.57万元人民币。
②石墨电极所耗电能较少，节约单位炼钢电消耗量，节约了生产成本，节能！③由于石墨电极换次数较少，就较少了操作工人劳动量和危险系数，提高了生产效率。
④石墨电极是低消耗和低污染产品，在节能减排环保提倡的今天，具有非常重要的社会意义。
这种技术在国内尚处于研究开发阶段，也有些国内厂家也开始生产。
在日本等发达国家有得到比较广泛的应用。
目前国内也出现了专门进口这种抗氧化保护涂层的公司。
（3）高功率石墨电极允许使用电流密度为18～25A/厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。
（4）超高功率石墨电极允许使用电流密度大于25A/厘米2的石墨电极。
主要用于超高功率炼钢电弧炉。
优越性（1）：模具几何形状的日益复杂化以及产品应用的多元化导致对火花机的放电精确度要求越来越高。
石墨电极的优点是加工较容易，放电加工去除率高，石墨损耗小，因此，部分群基火花机客户放弃了铜电极而改用石墨电极。
石墨电极材料
石墨电极材料石墨电极材料的概述石墨电极是用作电池、燃料电池和其他电气设备中的重要组件。
它们由高纯度的石墨材料制成，具有良好的导电性、热稳定性和机械强度。
石墨电极材料可广泛应用于铝冶炼、钢铁冶炼和其他高温处理过程中。
石墨电极材料通常由天然石墨和人造石墨组成。
天然石墨是由地球深处的天然石墨岩矿石形成的。
人造石墨是通过将精细石墨粉末和绑定剂压缩成所需形状而制成的。
石墨电极材料的特性导电性石墨电极具有良好的导电性，这是它们被广泛应用于电池和电气设备的重要原因之一。
石墨电极材料具有优异的电导率和导电性能，能够有效地传导电流。
热稳定性石墨电极材料具有出色的热稳定性，能够在高温环境下长时间稳定工作。
这种热稳定性使得石墨电极材料成为铝冶炼和钢铁冶炼等高温处理过程中的理想选择。
机械强度石墨电极材料具有出色的机械强度，能够抵抗外部压力和震动。
这种机械强度使得石墨电极材料在电池和电气设备中具有较长的使用寿命。
石墨电极材料的应用电池石墨电极材料被广泛应用于各种类型的电池中，包括锂离子电池、铅酸电池和锌锰电池等。
石墨电极材料在电池中的主要作用是传导电流和储存电荷。
燃料电池石墨电极材料也在燃料电池中发挥重要作用。
石墨电极材料可用于传导燃料电池中产生的电流，并将其转化为可用的电能。
高温处理过程石墨电极材料在铝冶炼、钢铁冶炼和其他高温处理过程中广泛应用。
石墨电极材料能够在高温环境中长时间稳定工作，并传导电流以完成工艺过程。
石墨电极材料的制备方法石墨电极材料的制备方法通常包括以下几个步骤：1.原料准备：选择高纯度的天然石墨或人造石墨作为材料，进行粉碎和筛分，以获得所需的粒度。
2.混合：将精细石墨粉末和适量的绑定剂混合，以提高材料的机械强度和形状稳定性。
3.成型：将混合后的材料放入模具中，进行压制成所需的形状，例如圆柱形、方形或其他特殊形状。
4.碳化：经过成型的电极材料经过碳化处理，以提高材料的导电性。
5.烘烤：将碳化后的材料进行烘烤处理，以去除绑定剂和其他杂质，并提高材料的热稳定性。
(完整版)石墨电极
石墨电极石墨电极(graphite electrode)以石油焦、沥青焦为颗粒料，煤沥青为黏结剂，经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。
石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。
2000年全世界消耗石墨电极100万t左右，中国2000年消耗石墨电极25万t左右。
利用石墨电极优良的物理化学性能，在其他工业部门中也有广泛的用途，以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。
简史早在1810年汉佛莱•戴维(Humphry Davy)利用木炭制成通电后能产生电弧的炭质电极，开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景，1846年斯泰特(Stair)和爱德华(Edwards)用焦炭粉及蔗糖混合后加压成型，并在高温下焙烧从而制造出另一种炭质电极，再将这种炭质电极浸在浓糖水中以提高其体积密度，他们获得了生产这种电极的专利权。
1877年美国克利夫兰(Cleveland)的勃洛希(C.F.Brush)和劳伦斯(wrence)采用煅烧过的石油焦研制低灰分的炭质电极获得成功。
1899年普利查德(O.G.Pritchard)首先报道了用锡兰天然石墨为原料制造天然石墨电极的方法。
1896年卡斯特纳(H.Y.Gastner)获得了使用电力将炭质电极直接通电加热到高温，而生产出比天然石墨电极使用性能更好的人造石墨电极的专利权。
1897年美国金刚砂公司(Carborundum Co.)的艾奇逊(E.G.Acheson)在生产金刚砂的电阻炉中制造了第一批以石油焦为原料的人造石墨电极，产品规格为22mm×32m mX380mm，这种人造石墨电极当时用于电化学工业生产烧碱，在此基础上设计的“艾奇逊”石墨化炉将由石油焦生产的炭质电极及少量电阻料(冶金焦粒)构成“炉芯电阻”，通电后产生高温，使由石油焦制成的炭质电极在高温下“石墨化”而获得人造石墨电极。
石墨电极材料特性
石墨电极材料特性石墨电极是一种常用于电化学领域的材料，具有许多独特的特性和性能。
下面将列举一些石墨电极的重要特性。
1.高导电性：石墨电极是一种具有良好导电性的材料。
其电导率可达到约105S/m，远远高于大多数其他电极材料。
这使得石墨电极能够有效地传导电流，提供稳定的电流通道。
2.高温稳定性：石墨电极能够在高温环境下保持其稳定性和性能。
石墨材料具有较高的熔点和耐高温性，能够承受极端的温度条件而不发生结构变化或损坏。
3.高化学稳定性：石墨电极在许多化学环境中都具有良好的稳定性。
它能够抵抗酸碱等化学腐蚀，并不容易被化学物质损坏。
这使得石墨电极能够在各种化学反应和电化学试验中使用。
4.低比表面积：石墨电极的比表面积相对较低，这降低了其与溶液接触的表面积，从而减少了电化学反应的活性位点数。
这在一些情况下可能会限制反应速率，但也有助于提高电极的稳定性和长期使用寿命。
5.良好的机械性能：石墨材料具有良好的机械性能，可以经受较大的压力和应力而不容易破裂或变形。
这样的特性使得石墨电极能够在要求较高的电子传递和反应过程中使用，例如在电化学合成和能源转换等领域。
6.良好的可加工性：石墨电极材料具有良好的可加工性，能够通过切割、加工、打磨等方式进行形状和尺寸的定制。
这使得石墨电极适用于各种电化学设备和实验中的不同需求。
7.磨损小：石墨电极的磨损较小，即使用长时间也不会出现显著的磨损现象。
这使得它能够提供稳定的性能和长期的使用寿命，不需要频繁更换。
总而言之，石墨电极作为一种电化学材料具有许多独特的特性和性能，包括高导电性、高温稳定性、高化学稳定性、低比表面积、良好的机械性能、良好的可加工性和磨损小等特点。
这些特性使得石墨电极成为电化学研究和工业应用中常用的重要材料。
高功率石墨电极的导电性能研究
高功率石墨电极的导电性能研究引言：石墨电极作为电池领域中重要的电极材料，其导电性能对电池性能起着至关重要的作用。
特别是在高功率应用中，高导电性能石墨电极的研究具有重要意义。
本文将就高功率石墨电极的导电性能进行深入研究，分析其影响因素和调控策略，以提高电池的性能和寿命。
一、石墨电极导电性能的影响因素1. 材料结构：石墨电极的结构对导电性能具有重要影响。
石墨微晶度、晶粒尺寸以及微观缺陷等结构特征直接影响导电性能。
晶粒度较小、晶界较多的石墨电极具有更好的导电性能。
2. 石墨粉末处理：石墨粉末处理是提高导电性能的关键步骤。
石墨粉末的表面处理和微观结构优化可以明显改善导电性能。
采用物理、化学方法对石墨粉末进行表面处理，增加石墨层间的导电路径，从而提高整体导电性能。
3. 添加剂的选择：添加剂在石墨电极中起到一定的增强导电性能的作用。
一些导电性能优良的添加剂，如石墨烯、碳纳米管等，可以改善电池的导电性能。
4. 导电剂的选择：导电剂对石墨电极导电性能的影响也不可忽视。
导电剂能够填充石墨电极中的孔隙，提供额外的导电路径，增加导电性能。
二、高功率石墨电极导电性能的实验研究为了验证石墨电极导电性能的影响因素，我们进行了一系列实验研究。
1. 结构特征分析：采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等仪器对石墨电极的结构特征进行了分析。
实验结果显示，小晶粒尺寸、较高的微晶度以及较多的晶界结构可以明显提高石墨电极的导电性能。
2. 石墨粉末处理：采用等离子体处理和碱洗等方法对石墨粉末进行表面处理。
实验结果表明，等离子体处理可以增加石墨层间的导电路径，提高导电性能。
碱洗则可以去除石墨粉末表面的杂质，进一步改善导电性能。
3. 添加剂的优化：采用不同的添加剂（如石墨烯、碳纳米管等）对石墨电极进行改性。
实验结果显示，在适当的添加剂浓度下，导电性能可以得到明显提高。
4. 导电剂的优化：选择不同的导电剂（如聚乙烯醇等）对石墨电极进行改良。
石墨电极知识
石墨电极1、石墨电极，主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。
2、使用说明（1）受潮湿的石墨电极，使用前要烘干。
（2）去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽，检查电极孔内螺纹是否完整。
（3）用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹; 避免用钢丝团或金属刷砂布清理。
（4）将接头小心地旋入备用石墨电极一端（不建议将接头直接装入炉上撤换下来的电极）的电极孔内，不得碰撞螺纹。
（5）将电极吊具（建议采用石墨材质的吊具）拧入备用电极另一端的电极孔内。
（6）起吊电极时，垫松软物到备用电极装接头一端的下面，以防止地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起，吊运电极要平稳，防止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。
（7）将备用电极吊到待接电极上方，对准电极孔后慢慢落下;旋转备用电极，使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距10-20mm时，再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的裸露部分；在最后完全下放电极时，不可过猛，否则因猛烈碰撞，会导致电极孔和接头的螺纹受损。
（1）用力矩扳手拧备用电极，直到两支电极的端面紧密接触为止（电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm）。
石墨在大自然中非常普遍，并且石墨烯是人类已知强度最高的物质，但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间，才能找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯"薄膜"的方法，从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。
据科学家称，石墨烯除了异常牢固外，还具有一系列独一无二的特性，石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料，这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。
研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的超级计算机。
3、石墨电极的分类：（1）普通功率石墨电极允许使用电流密度低于17A/厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
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石墨电极石墨电极(graphite electrode)以石油焦、沥青焦为颗粒料，煤沥青为黏结剂，经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。
石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。
2000年全世界消耗石墨电极100万t左右，中国2000年消耗石墨电极25万t左右。
利用石墨电极优良的物理化学性能，在其他工业部门中也有广泛的用途，以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。
简史早在1810年汉佛莱•戴维(Humphry Davy)利用木炭制成通电后能产生电弧的炭质电极，开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景，1846年斯泰特(Stair)和爱德华(Edwards)用焦炭粉及蔗糖混合后加压成型，并在高温下焙烧从而制造出另一种炭质电极，再将这种炭质电极浸在浓糖水中以提高其体积密度，他们获得了生产这种电极的专利权。
1877年美国克利夫兰(Cleveland)的勃洛希(C.F.Brush)和劳伦斯(wrence)采用煅烧过的石油焦研制低灰分的炭质电极获得成功。
1899年普利查德(O.G.Pritchard)首先报道了用锡兰天然石墨为原料制造天然石墨电极的方法。
1896年卡斯特纳(H.Y.Gastner)获得了使用电力将炭质电极直接通电加热到高温，而生产出比天然石墨电极使用性能更好的人造石墨电极的专利权。
1897年美国金刚砂公司(Carborundum Co.)的艾奇逊(E.G.Acheson)在生产金刚砂的电阻炉中制造了第一批以石油焦为原料的人造石墨电极，产品规格为22mm×32m mX380mm，这种人造石墨电极当时用于电化学工业生产烧碱，在此基础上设计的“艾奇逊”石墨化炉将由石油焦生产的炭质电极及少量电阻料(冶金焦粒)构成“炉芯电阻”，通电后产生高温，使由石油焦制成的炭质电极在高温下“石墨化”而获得人造石墨电极。
19世纪末法国人埃鲁(P.L.T.Heroult)发明了直接电弧炉，开始用于冶炼电石和铁合金生产，1899年首次用于炼钢，电弧炉需要一定数量耐高温的导电电极。
虽然1900年前后艾奇逊石墨公司(Acheson Graphite Co.)就出售可连接的电极，但这时只能生产小规格石墨电极，20世纪初期电炉炼钢主要使用以无烟煤为原料的炭质电极或以天然石墨为原料的天然石墨电极。
生产炭质电极或天然石墨电极的工艺比较简单，1910年已经向市场供应直径达610mm的炭质电极。
但是石墨电极的优良性能以及制造工艺的不断改进，大规格石墨电极的大批量生产及售价不断下降，电炉炼钢工业逐渐改用石墨电极，使用炭质电极或天然石墨电极逐渐减少，20世纪60年代以后绝大多数电弧炼钢炉都使用石墨电极。
1914～1918年制成的石墨电极最大直径只有356mm，1924年开始生产直径为406mm的石墨电极，1930年已扩大到457mm，1937年又增加到508mm，不久又生产了直径559mm、610mm、660mm、711mm、762mm的大规格石墨电极。
20世纪80年代世界上最大的电弧炼钢炉使用的石墨电极直径为813mm。
第二次世界大战以后生产石墨电极的原料质量、设备和制造工艺不断改进，随着电炉炼钢输入电功率不断提高的需要，于20世纪60～70年代又研制成功了高功率及超高功率石墨电极。
由于石墨电极质量不断提高及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6～8kg降低到80年代的4～6kg(普通功率电炉)，采用超高功率石墨电极的大型电炉每吨钢的电极消耗已降低到2.5kg左右，而超高功率直流电弧炉(只用1根石墨电极)每吨钢的石墨电极消耗可降低到1.5kg左右。
80年代末世界上工业发达国家电炉炼钢工业多数电炉的吨位已提高到80～200t，因此大量使用的是直径550～750mm的高功率或超高功率石墨电极。
品种根据所用原料的不同和成品物理化学指标的区别，石墨电极分为普通功率石墨电极(RP级)，高功率石墨电极(HP级)和超高功率石墨电极(UHP级)3个品种。
这是因为石墨电极主要供电弧炼钢炉作为导电材料使用，20世纪80年代国际电炉炼钢工业把电弧炼钢炉按每吨炉容量的变压器输入功率大小分为3类：普通功率电炉(RP炉)、高功率电炉(HP炉)和超高功率电炉(UHP炉)。
20t以上的普通功率电炉每吨炉容量的变压器输入功率一般为300kW/t左右；高功率电炉为400kW/t 左右；把40t以下的电炉输入功率500～600kW/t、50～80t的电炉输入功率400～500kW/t、100t以上的电炉输入功率350～450kW/t称为超高功率电炉。
到了20世纪80年代末，经济发达国家大量淘汰50t以下的中小型普通功率电炉，新建的电炉多数是80～150t的超高功率大电炉，并将输入的电功率提高到800kW/t，90年代初期一部分超高功率电炉又进一步提高到1000～1200kW/t。
高功率和超高功率电炉使用的石墨电极在更加苛刻的条件下运行，由于通过电极的电流密度明显增大，结果产生下列问题：(1)因电阻热和炽热气流导致电极温度升高，使得电极及接头的热膨胀量都增加了，同时电极的氧化消耗也提高了。
(2)电极中心部位和电极外圆的温度差增大了，由温度差引起的热应力也相应提高，电极容易产生裂纹和表面剥落。
(3)增大了电磁作用力，引起剧烈的振动，在剧烈振动下，电极因连接松动、脱扣而导致折断的几率增多了。
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，如电阻率较低，体积密度较大及机械强度较高，热膨胀系数要小，有良好的抗热震性能。
表1列出了20世纪80年代末期3种不同功率电弧炼钢炉的通用标准系列和配用的石墨电极直径。
为了适应炼钢厂大量发展高功率及超高功率电炉的需要，80年代起欧美、日本的炭素厂主要生产两种质量标准的石墨电极，即高功率石墨电极和超高功率石墨电极，普通功率石墨电极因销路不大而很少生产。
直流电弧炉用石墨电极直流电弧炉是20世纪80年代初发展成熟的新型电炉炼钢设备，初期的直流电弧炉是在原来的交流电弧炉基础上改造而成，有的使用3根石墨电极，有的使用2根石墨电极，但80年代中期以后新设计的直流电弧炉多数只用1根石墨电极，与相同功率使用3根石墨电极的交流电弧炉相比，在高温下受到氧化的电极总表面积大大减少，同样以超高功率运行的直流电弧炉，每吨钢的石墨电极的消耗可以降低50％左右，直流电弧炉电流通过电极时不产生趋肤效应及邻近效应，在电极横截面上电流分布均匀，而且直流电弧的稳定性好，运行中机械振动较小，电炉的噪声也较低。
直流电弧炉配用石墨电极的直径也是根据电炉容量和电极允许电流密度计算出来的，对相同输入功率的超高功率电炉而言，使用1根石墨电极的直流炉，电极直径要大一些，如容量为150t的交流电弧炉使用直径600mm的电极，而相同容量的直流电弧炉要使用直径700～750mm的电极，直流电弧炉对石墨电极的质量要求比交流电弧炉使用的还要高一些。
质量指标衡量石墨电极质量的主要指标有电阻率、体积密度、机械强度、线膨胀系数、弹性模量等，石墨电极在使用中的抗氧化性与抗热震性都与以上几项指标有关，产品机械加工的精确度和连接的可靠性也是重要检测项目。
电阻率石墨电极的电阻率是一项重要的物理性能指标，通常用电压降法测量，电阻率的大小可以衡量石墨电极石墨化度的高低，石墨电极的电阻率越低其热导率越高，抗氧化性能越好。
石墨电极使用时的允许电流密度与其电阻率及电极直径有关，石墨电极的电阻率越低，允许电流密度相应提高，但允许电流密度和电极直径的大小成反比，这是因为电极直径越大，电极横截面内中心部位与表层的温差增大，由此产生热应力的提高将引起电极产生裂纹或表面剥落，所以电流密度的增加受到限制。
图1列出了电极直径、允许电流密度与电极品种之间的关系。
体积密度增加体积密度有利于降低孔隙率和提高机械强度，改善抗氧化性能，但如果太大则抗热震性能下降，为此需要采取其他措施弥补这一不足，如提高石墨化温度以增加电极的热导率和采用针状焦为原料降低成品的热膨胀系数。
机械强度石墨电极的机械强度分为抗压、抗折和抗拉3种，主要测定抗折强度，抗折强度是石墨电极在使用时与折断有关的性能指标，在电炉上，当电极和不导电物体接触时，或由于受到塌料的碰撞、强烈振动的破坏作用等原因，石墨电极经常有被折断的危险，抗折强度高的石墨电极不容易被折断。
数根电极串接成电极柱使用时，连接处受到很大的拉力，所以对接头最好规定抗拉强度指标。
弹性模量是反映材料刚度的一个指标，通常石墨电极只测定杨氏弹性模量(纵弹性模量)，即材料受到压缩或拉伸时产生单位弹性变形需要的应力，石墨电极的弹性模量与其抗热震性直接有关，石墨电极的弹性模量与其体积密度成正比，并且弹性模量随温度上升而增加。
抗热震性石墨电极的抗热震性表示在温度急剧变化时抵抗热应力破坏的能力，用以下公式表示：R=(κ×S)/(α×E)式中R为抗热震性；S为抗拉强度，MPa；κ为热导率，W/(m•K)；α为线膨胀系数，1/℃；E为弹性模量，MPa。
从上式可以看到石墨电极的抗拉强度越高和弹性模量越低，其抗热震性能越好，另一方面石墨电极的热导率越小、热膨胀系数越大则抗热震性越差，电极在温度急剧变化时产生龟裂、表面剥落的可能性越多。
线膨胀系数一般只测定沿电极轴向的线膨胀系数，石墨电极的线膨胀系数与采用原料有关，也与配方的粒度组成、石墨化温度等因素有关。
线膨胀系数小的石墨电极，抗热震性能比较好，所以生产超高功率石墨电极应选用线膨胀系数较低的针状焦为原料，并且石墨化温度应该达到2800～3000℃。
石墨电极的线膨胀系数与测定温度范围有关，中国标准测定温度范围为100～600℃，有些国家的炭素厂对石墨电极的线膨胀系数测定温度范围比较低，有的是20～100℃，有的是30～130℃，因此同样产品在不同温度范围内测定的线膨胀系数不能直接比较。
石墨电极质量的优劣取决于原料性能、工艺技术、管理和生产装备4个方面，其中原料性能是首要条件。
普通功率石墨电极，采用普通级别的石油焦生产，其物理机械性能较低，如电阻率高、线膨胀系数大、抗热震性能差，因此允许电流密度较低。
高功率石墨电极采用优质石油焦(或低级别的针状焦)生产，其物理机械性能比普通功率石墨电极要高一些，允许较大的电流密度。
而超高功率石墨电极一定要使用高级别的针状焦生产。
高功率及超高功率石墨电极的接头质量特别重要，不仅接头坯料的电阻率及线膨胀系数要小于电极本体，而且接头坯料应有较高的抗拉强度及热导率，为了加强电极连接的可靠性，接头上应配有接头栓。