عملية الإنتاج
يتم إنتاج السيليكون عالي الكربون في المقام الأول من خلالصهر فرن قوس مغمورة (SAF)، اتباع هذه الخطوات الرئيسية:
مواد خام
السيليكا (الكوارتز ، sio₂): مصدر السيليكون الرئيسي (~ 60-70 ٪ نقاء) .
اختزال الكربون: فحم الكوك البترولي أو الفحم أو الفحم .
مصادر الحديد (اختياري): تمت إضافتها لضبط محتوى الحديد في بعض الدرجات .
عملية الصهر
مزج المواد الخام: يتم خلط مواد الكوارتز والكربون بنسب دقيقة .
تخفيض درجة الحرارة العالية:
يتم تسخين الخليط إلى 1600-1800 درجة في فرن القوس الكهربائي .
التفاعل الكيميائي:
sio 2+3 c → sic +2 co ↑ siO2 +3 c → sic +2 co ↑
التكرير والصب:
تتم إزالة الشوائب (AL ، CA) عن طريق الخبث أو علاج التدفق .
يتم إلقاء سبيكة المصهور في كتل أو حبيبات أو مسحوق للاستخدام الصناعي .
اعتبارات البيئة والطاقة
استهلاك الطاقة: ~ 8 ، 000 - 10 ، 000 kwh للطن .
الانبعاثات: تتطلب غازات CO و CO₂ الترشيح المناسب .
إدارة النفايات: قد تحتوي المنتجات الثانوية على المعادن القابلة للاسترداد .
الخصائص الكيميائية والفيزيائية
الخصائص الرئيسية
| ملكية | القيمة/النطاق النموذجي |
|---|---|
| محتوى السيليكون (SI) | 55–75% |
| الكربون (ج) المحتوى | 8–20% |
| نقطة الانصهار | ~ 1300-1400 درجة |
| كثافة | 2.5-3.0 جم/سم |
| مظهر | كتل معدنية سوداء رمادية |
المزايا الوظيفية
الدور المزدوج: يوفر كل من Si (deoxidizer) و C (المكربن) في إضافة واحدة .
فعال من حيث التكلفة: أرخص من مجموعات Ferrosilicon + الجرافيت .
جودة الصلب المحسنة: يقلل محتوى الأكسجين ويعزز الخصائص الميكانيكية .
التطبيقات في الصناعة
صناعة الصلب
إزالة الأكسدة:
يحل محل ferrosilicon في بعض التطبيقات بسبب الكفاءة العالية .
يقلل من تكوين الخبث والشوائب في الصلب .
وكيل السبائك:
يعزز الصلابة والقوة ومقاومة التآكل .
المكربن:
يعدل مستويات الكربون في فولاذ الكربون المنخفض والمتوسط .
إنتاج الحديد الزهر
يعزز الجرافيت: يحسن قابلية الموصية والتوصيل الحراري .
يقلل من عيوب الانكماش: يعزز السيولة الصب .
استخدامات أخرى
إنتاج كربيد السيليكون (كذا): كسلائف للخرافات والحرارة .
سبائك اللحام والنحاس: يحسن الأداء المعدني الحشو .
الوسم : تحليل شامل للسيليكون عالي الكربون ، التحليل الشامل في الصين لمصنعي السيليكون عالي الكربون والموردين والمصنع