Proceso de producción
El silicio alto en carbono se produce principalmente a través dehorno de arco sumergido (SAF) fundido, siguiendo estos pasos clave:
Materia prima
Sílice (cuarzo, sio₂): fuente de silicio principal (~ 60–70% de pureza).
Reductores carbonosos: Coca -Cola de petróleo, carbón o carbón.
Fuentes de hierro (opcional): agregado para ajustar el contenido de hierro en algunos grados.
Proceso de fundición
Mezcla de materia prima: el cuarzo y los materiales de carbono se mezclan en relaciones precisas.
Reducción de alta temperatura:
La mezcla se calienta a 1600–1800 grados en un horno de arco eléctrico.
Reacción química:
SIO 2+3 C → Sic +2 CO ↑ SIO2 +3 C → Sic +2 Co ↑
Refinación y casting:
Las impurezas (AL, CA) se eliminan mediante escoria o tratamiento de flujo.
La aleación fundida se coloca en grumos, gránulos o polvo para uso industrial.
Consideraciones ambientales y de energía
Consumo de energía: ~ 8, 000 - 10, 000 kWh por tonelada.
Emisiones: los gases CO y Co₂ requieren una filtración adecuada.
Gestión de residuos: los subproductos de escoria pueden contener metales recuperables.
Propiedades químicas y físicas
Características clave
| Propiedad | Valor\/rango típico |
|---|---|
| Contenido de silicio (SI) | 55–75% |
| Contenido de carbono (c) | 8–20% |
| Punto de fusión | ~ 1300–1400 grados |
| Densidad | 2.5–3. 0 g\/cm³ |
| Apariencia | Grumos metálicos grises-negros |
Ventajas funcionales
Rol de doble: suministra tanto SI (desoxidizador) como C (carburador) en un solo aditivo.
Rentable: más barato que las combinaciones de grafito de Ferrosilicon +.
Calidad de acero mejorada: reduce el contenido de oxígeno y mejora las propiedades mecánicas.
Aplicaciones en la industria
Creación de acero
Desoxidación:
Reemplaza el ferrosilicio en algunas aplicaciones debido a una mayor eficiencia.
Reduce la formación de escoria e inclusiones en el acero.
Agente de aleación:
Mejora la dureza, la resistencia y la resistencia a la corrosión.
Carburación:
Ajusta los niveles de carbono en aceros bajos y medianos de carbono.
Producción de hierro fundido
Promueve la grafitización: mejora la maquinabilidad y la conductividad térmica.
Reduce los defectos de contracción: mejora la fluidez de fundición.
Otros usos
Producción de carburo de silicio (SIC): como precursor de abrasivos y refractarios.
Aleaciones de soldadura y soldadura: mejora el rendimiento del metal de relleno.
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