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金屬硅成分主要是硅,因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末,實際上也是一種微晶體。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導體性質(zhì) , 熔點 1410℃ , 沸點 2355℃ ,密度2.32~2.34克/厘米3,莫氏硬度 7,性脆 。硅鋁合金是一種強復合脫氧劑,在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率,并可凈化鋼液,提高鋼材質(zhì)量。無定形硅化學性質(zhì)活潑,在氧氣中能劇烈燃燒。金屬硅的分類通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質(zhì)的含量來分類。
金屬硅:化學用硅生產(chǎn)原料在化學用硅生產(chǎn)上,原料是實現(xiàn)良好作業(yè)的先決條件。用石英的巖石作生產(chǎn)化學金屬硅的原料,低灰分的含碳材料作還原劑。電爐法生產(chǎn)化學用硅的原料主要有硅石和碳素原料。碳素原料又以石油焦為主,有的煤或木炭,也可以摻用一部分,以增加爐料比電阻。工業(yè)硅也用作要求嚴格的硅鋼的合金劑,冶煉特種鋼和非鐵基合金的脫氧劑?!敖饘俟琛保ㄎ覈卜Q工業(yè)硅)是上世紀六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。它的出現(xiàn)與半導體行業(yè)的興起有關(guān)。
硅是非金屬元素,蘭灰色,有金屬色澤,性硬且脆。在當時的環(huán)境下,與其同時發(fā)展的某些國有外貿(mào)企業(yè),和這些小金屬硅廠之間有很大的不協(xié)調(diào)。硅的含量約占地殼質(zhì)量的26%,其經(jīng)常運用的牌號金屬硅的分類通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種首要雜質(zhì)的含量來分類。依照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量,可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、1101等不同的牌號。
金屬硅又稱工業(yè)硅或結(jié)晶硅,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。隨著全球經(jīng)濟一體化和國際間在經(jīng)濟的分工合作的發(fā)展,中國有豐富的硅石資源、小水電資源和廉價勞動力,加之金屬硅生產(chǎn)工藝不復雜,發(fā)展金屬硅生產(chǎn)比較適合中國的國情,我深信中國金屬硅行業(yè)的發(fā)展前景是美好的。其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑和生產(chǎn)半導體硅、有機硅的起始原料。在我國,金屬硅通常按其所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質(zhì)的含量來分類。按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的百分比含量,金屬硅可分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。
金屬硅生產(chǎn)采用碳熱法,即用硅石、碳質(zhì)還原劑在礦熱爐內(nèi)進行冶煉的方法。金屬硅還有很多附加產(chǎn)品,如硅微粉、邊皮硅、黑皮硅、金屬硅渣等。這樣制得的硅純度為97%~98%,這樣的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品級的硅,則需再將其精煉除去雜質(zhì),得到純度為99.7%~99.8%的金屬硅。以石英砂為原料冶煉金屬硅,包括石英砂制塊、配制爐料和礦熱爐冶煉幾個步驟。
一般來說,英砂會直接用于生產(chǎn)好的石英玻璃制品,甚至被加工成寶石級別的如水晶,碧璽等制品。汽車(含摩托車)用鋁對工業(yè)硅的需求相當大,所以一個地區(qū)、國家的汽車工業(yè)的發(fā)展狀況對工業(yè)硅的市場興衰有直接的影響。等級稍差但儲量較大,開采條件稍好,周圍電力較為便宜的則適合生產(chǎn)金屬硅。目前,中國生產(chǎn)金屬硅的碳熱法的生產(chǎn)工藝路線:普遍采用的是以硅石為原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑,在礦熱電爐中高溫熔煉,從硅石中還原出金屬硅,其為無渣埋弧高溫熔煉過程。