金属シリコン：定義、生産ルート、産業用途

金属シリコンとは

工業用シリコンとしても国際的に取引されている金属シリコンは、石英の炭素熱還元によって得られるシルバーグレーの半金属です。{0}半導体産業とアルミニウム産業の急速な成長に伴い、1960 年代半ばに商業市場に参入しました。{4}国際貿易では、この材料は一般に 2 つのグループに分けられます。1 つは冶金学および化学産業に使用される金属シリコン、もう 1 つは数桁高い純度が要求される半導体グレードのシリコンです。

製造ルート: 電気炉での石英とコークス

金属シリコンは、石英とコークスなどの炭素還元剤を浸漬アーク電気炉で溶かすことによって生成されます。-全体的な還元反応は SiO です₂+ 2C → シ+ 2CO.炉の装入物は連続的に供給され、溶融シリコンは一定の間隔で出湯され、その後、鋳造、冷却、粉砕され、顧客が必要とするサイズにふるい分けされます。このプロセスでは大量の電気エネルギーが消費されるため、製錬所は通常、電力が安定していて経済的な場所に設置されます。

組成と不純物の管理

シリコンは市販製品の主成分であり、通常、全組成の約 98% を占め、99.99% に達するグレードの Si も金属シリコン族に属します。残りの元素は主に鉄、アルミニウム、カルシウムであり、微量の炭素、チタン、リンが含まれています。これらの不純物はグレーディングの実際的な基礎となります。顧客の炉や合金浴内で材料がどのように挙動するかはシリコン自体ではなく残留元素によって決まるため、すべての仕様は鉄、アルミニウム、カルシウムの最大含有量を中心に書かれています。

グレードファミリーと分類ロジック

金属シリコンは、各ユーザーが純度とコストを一致させることができるように、多くの仕様に細分化されています。グレードコードには通常、不純物の制限が含まれています。たとえば、Si-553 の数字は最大鉄 0.5%、アルミニウム 0.5%、カルシウム 0.3% を指しますが、Si-3303 はそれぞれ 0.3%、0.3%、0.03% を示します。 Si-441、Si-421、Si-3303 などの番号の大きいグレードは、溶融化学を厳密に制御する必要がある場合に使用され、プレミアム グレードの Si-2202 および Si-1101 は最も要求の厳しい用途に使用されます。

消費パターンと最終用途

公表された業界データによると、1985年の世界の金属シリコン消費量は約50万トンで、その約60％がアルミニウム合金、約3％が半導体、残りが鉄鋼精錬と精密セラミックスに使われている。それ以来、比率は変化しましたが、根底にある需要中心は変わっていません。シリコンはアルミニウム合金の流動性と鋳造性を改善し、鋼の脱酸剤および合金元素として機能し、化学経路をシリコンとシランに供給し、さらに精製するための原料を太陽光発電やエレクトロニクスのチェーンに供給します。

品質管理と納品

Fe、Al、Ca の各バッチの化学分析が、注文されたグレードに対して報告されます。

スクリーニングによるサイズのグレーディング。標準納品は 10 ～ 100 mm (最小 90%) および 10 ～ 50 mm (最小 90%)。その他のカットは受注生産となります。

水分と微粒子を制御して、顧客の充電システムの損失を回避します。

大量の貨物の場合は高強度のトン袋に梱包するか、購入者の要求に応じて木枠や鉄製のドラム缶に梱包して、商品が陸路でも海路でも安全に輸送できるようにします。-

サードパーティによる出荷前検査が利用できるため、発送前に構成とサイズを個別に検証できます。{0}

産業ユーザー向け購入チェックリスト

シリコン含有量だけではなく、不純物の制限によってグレードを決定します。

粒子サイズを装入方法に合わせます。誘導炉は浸漬アーク炉よりも微細な切断に耐えます。-

サプライヤーによってシリコン含有量が異なる分析ベースで見積もられているため、報告ベースを確認してください。

溶融物の化学的性質が重要な場合は、サンプリングと検査の手配に事前に同意します。

よくある質問

Q: 金属シリコンは工業用シリコンと同じですか?
はい。どちらの名前も、石英を炭素で還元して作られる炉グレードの製品を表しています。{1}工業用シリコンは取引用語であり、金属シリコンは冶金学で使用される従来の表現です。

Q: 市販の金属シリコンにはどのくらいのシリコンが含まれていますか?
標準材料は約 98% シリコンであり、プレミアムグレードは 99.99% のシリコンに達します。購入者にとって決定的な数値は、鉄、アルミニウム、カルシウムの最大含有量です。

Q: Si-553 などのグレードの数字は何を意味しますか?
数字は不純物の最大限度を順に示します: 鉄 0.5%、アルミニウム 0.5%、カルシウム 0.3%。この規則により、仕様をグレード名から直接読み取ることができます。

Q: 金属シリコンの主な用途は何ですか?
アルミニウム合金化が最大の出口であり、次に鋼の精錬と脱酸、シリコーンとシランの化学、精密セラミックスが続きます。半導体と太陽光発電の使用は、炉のグレードのトン数のごく一部のみを消費します。-

Q: 通常どの粒径が供給されますか?
10 ～ 100 mm と 10 ～ 50 mm の 2 つの標準カットが市場を支配しており、それぞれ規定の範囲内で最小 90% が保証されています。ご要望に応じて他のカットも上映可能です。

Q: 同じグレードでも異なる炉では異なる挙動をするのはなぜですか?
挙動は化学的性質だけでなく、サイズ分布、微粉含有量、水分にも依存するため、物理的仕様と化学的仕様を合わせて合意する必要があります。