工业硅

工业硅是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称,工业又称金属硅,金属硅是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在 98% 左右(近年来,含 Si 量99.99%的也列在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。因其用途不同而划分为多种规格,按照金属硅中铁、铝、钙的含量,可把金属硅分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌号。

金属硅的附加产品包括微硅粉、边皮硅、黑皮硅、金属硅渣等,其中微硅粉也称硅灰,它广泛应用于耐火材料和混凝土行业。

工业硅

工业硅用途

铝合金工业,硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂,在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率,并可净化钢液,提高钢材质量。汽车等行业用铝对工业硅的需求相当大,所以一个地区、国家的汽车工业的发展状况对工业硅的市场兴衰有直接的影响。

非铁基合金的添加剂,工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂,冶炼特种钢和非铁基合金的脱氧剂。

化学工业,用于生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅,硅橡胶弹性好,耐高温,用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。硅油是一种油状物,其粘度受温度的影响很小,用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等,还可加工成无色透明的液体,作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。

工业硅经一系列工艺提纯后生成多晶硅、单晶硅,供光伏产业及电子工业使用。晶硅电池主要应用于太阳能屋顶电站、商业电站和高土地成本的城市电站,是目前技术最成熟、应用最广泛的太阳能光伏产品,占据世界光伏市场 80% 以上的份额,其对金属硅的需求增速明显。现代化大型集成电路几乎都是用高纯度金属硅制成的,而且高纯度金属硅还是生产光纤的主要原料,可以说金属硅已成为信息时代的基础支柱产业。

工业硅的种类

包括:硅铁、金属硅、硅锰、硅铝、钡锰钛铁、硅锰钒铁、硅铝钡铁、硅铝铁、硅钙、硅钢板、铝硅合金、镍铬-镍硅热电偶丝、锰硅合金、稀土硅钙钡、硅钙合金、硅钡合金、硅铬合金、镁硅合金、锗硅合金、硅钴、硅青铜、铁硅合金、锌硅合金、硅钛铁合金、镍硅合金、铝镁、硅合金、铜硅合金等等

冶炼工业硅的原料

冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳质还原剂。由于对工业硅中铝、钙、铁含量限制严格,对原料的要求也特别严格。

硅石中SiO2>99.0%,Al2O3<0.3%,Fe2O3<0.15%,CaO<0.2%,MgO<0.15%;粒度为15~80mm。

选择碳质还原剂的原则是:固定碳高,灰分低,化学活性好。

通常是采用低灰分的石油焦或沥青焦作还原剂。

但是,由于这两种焦炭电阻率小,反应能力差,因而必须配用灰分低,电阻率大和反应能力强的木炭(或木块)代替部分石油焦。

为使炉料烧结,还应配入部分低灰分烟煤。

必须指出,过多或全部用木炭,不但会提高产品成本,而且还会使炉况紊乱,如因料面烧结差而引起刺火塌料、难以形成高温反应区、炉底易开成 SiC 层、出铁困难等。

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