ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन के लिए कच्चे माल पेट्रोलियम कोक, नीडल कोक और कोल पिच हैं।

पेट्रोलियम कोक, पेट्रोलियम अवशेषों और पेट्रोलियम डामर से कोकिंग प्रक्रिया द्वारा प्राप्त एक ज्वलनशील ठोस उत्पाद है। इसका रंग काला और सतह छिद्रयुक्त होती है, मुख्य तत्व कार्बन है, और राख की मात्रा बहुत कम होती है, आमतौर पर 0.5% से कम। पेट्रोलियम कोक एक प्रकार का आसानी से ग्राफ़ाइटयुक्त कार्बन है, जिसका रासायनिक उद्योग, धातु विज्ञान और अन्य उद्योगों में व्यापक उपयोग होता है, और यह कृत्रिम ग्रेफाइट उत्पादों और इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम कार्बन उत्पादों के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल है।

ऊष्मा उपचार तापमान के आधार पर पेट्रोलियम कोक को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: कच्चा कोक और कैल्सीनेटेड कोक। विलंबित कोकिंग से प्राप्त कच्चे पेट्रोलियम कोक में वाष्पशील पदार्थों की मात्रा अधिक होती है और इसकी यांत्रिक शक्ति कम होती है। कैल्सीनेटेड कोक कैल्सीनेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। चीन में अधिकांश रिफाइनरियां केवल कच्चा कोक ही उत्पादित करती हैं, और अधिकांश कैल्सीनेशन प्रक्रियाएं कार्बन संयंत्रों में की जाती हैं।

पेट्रोलियम कोक को उच्च सल्फर कोक (जिसमें 1.5% से अधिक सल्फर होता है), मध्यम सल्फर कोक (जिसमें 0.5%-1.5% सल्फर होता है), और निम्न सल्फर कोक (जिसमें 0.5% से कम सल्फर होता है) तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड और अन्य कृत्रिम ग्रेफाइट उत्पाद आमतौर पर निम्न सल्फर कोक उत्पादन का उपयोग करते हैं।

नीडल कोक एक उच्च गुणवत्ता वाला कोक है जिसमें स्पष्ट रेशेदार संरचना होती है, विशेष रूप से इसका तापीय विस्तार गुणांक कम होता है और यह आसानी से ग्रेफाइटीकरण हो जाता है। कोक ब्लॉक के टूटने पर, यह संरचना के अनुसार पतले पट्टीनुमा कणों में विभाजित हो जाता है (आस्पेक्ट रेशियो आमतौर पर 1.75 से अधिक होता है), और ध्रुवीकृत प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के तहत इसकी विषम रेशेदार संरचना देखी जा सकती है, इसलिए इसे नीडल कोक कहा जाता है।

नीडल कोक की भौतिक और यांत्रिक विषमता स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, और कणों की लंबी धुरी के समानांतर इसकी विद्युत और ऊष्मीय चालकता अच्छी होती है, तथा ऊष्मीय विस्तार गुणांक कम होता है। एक्सट्रूज़न मोल्डिंग के दौरान, अधिकांश कणों की लंबी धुरी एक्सट्रूज़न दिशा के अनुसार व्यवस्थित हो जाती है। इसलिए, नीडल कोक उच्च-शक्ति या अति-उच्च-शक्ति वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए प्रमुख कच्चा माल है, जिनमें कम प्रतिरोधकता, कम ऊष्मीय विस्तार गुणांक और अच्छी ऊष्मीय आघात प्रतिरोधकता होती है।

नीडल कोक को पेट्रोलियम अवशेषों से उत्पादित ऑयल नीडल कोक और परिष्कृत कोयला एस्फाल्ट से उत्पादित कोल नीडल कोक में विभाजित किया जाता है।

कोल टार पिच, कोल टार के गहन प्रसंस्करण के मुख्य उत्पादों में से एक है। यह विभिन्न हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है, जो काले रंग का, उच्च श्यानता वाला अर्ध-ठोस या कमरे के तापमान पर ठोस होता है। इसका कोई निश्चित गलनांक नहीं होता, गर्म करने पर यह नरम हो जाता है और फिर पिघल जाता है, जिसका घनत्व 1.25-1.35 ग्राम/सेमी³ होता है। इसके गलनांक के आधार पर इसे निम्न तापमान, मध्यम तापमान और उच्च तापमान वाले एस्फाल्ट में विभाजित किया गया है। मध्यम तापमान वाले एस्फाल्ट की उपज कोल टार का 54-56% होती है। कोल पिच की संरचना बहुत जटिल होती है, जो कोल टार के गुणों और हेट्रोएटम की मात्रा से संबंधित होती है, और साथ ही कोकिंग प्रक्रिया प्रणाली और कोल टार के प्रसंस्करण की स्थितियों से भी प्रभावित होती है। कोल पिच के गुणों को दर्शाने वाले कई सूचकांक हैं, जैसे एस्फाल्ट गलनांक, टोल्यून अघुलनशील (TI), क्विनोलिन अघुलनशील (QI), कोकिंग मान और कोल पिच के रियोलॉजिकल गुण।

कार्बन उद्योग में कोयला पिच का उपयोग बाइंडर और इम्प्रग्नेटिंग एजेंट के रूप में किया जाता है, और इसके गुण कार्बन उत्पादों की उत्पादन प्रक्रिया और गुणवत्ता पर गहरा प्रभाव डालते हैं। बाइंडर एस्फाल्ट में आमतौर पर मध्यम तापमान या मध्यम तापमान से संशोधित एस्फाल्ट का उपयोग किया जाता है, जिसका मृदुकरण बिंदु मध्यम, कोकिंग मान उच्च और बीटा रेजिन उच्च होता है। वहीं, इम्प्रग्नेटिंग एजेंट के रूप में कम मृदुकरण बिंदु, कम क्यूआई और अच्छी रियोलॉजी वाले मध्यम तापमान एस्फाल्ट का उपयोग किया जाना चाहिए।