야금 등급의 블랙 실리콘 카바이드는 2200°C 이상의 전기 저항로에서 생산되는 합성 소재입니다. 주요 원료는 고품질 규사(SiO₂)와 석유 코크스(C)입니다. 이 소재는 검은색 또는 짙은 청흑색의 색상과 금속 광택을 지니며, 녹색 실리콘 카바이드(순도가 99% 이상이며 정밀 연삭 및 반도체에 사용됨)에 비해 순도가 낮습니다(일반적으로 약 98.5% SiC).
주요 속성
야금 및 기타 산업에서 없어서는 안 될 특성은 다음과 같습니다.
고온 강도: 매우 높은 온도에서도 구조와 강도를 유지합니다.
뛰어난 열역학적 특성:
강한 환원성: 고온에서 탄소와 실리콘을 쉽게 방출하여 산소 및 기타 원소와 반응합니다.
발열 반응: 산화 반응은 상당한 양의 열을 방출합니다.
높은 열전도도: 열을 효율적으로 전달합니다.
우수한 연마성: 녹색 SiC만큼 단단하지는 않지만 대부분 금속과 많은 광물보다 단단합니다.
화학적 불활성: 산, 슬래그, 용융 금속의 공격에 저항합니다.
주요 응용 프로그램 및 기능
야금 등급 SiC의 응용 분야는 거의 전적으로 강력한 고온 환원제, 합금제 및 에너지 절약 첨가제 로서의 역할에 기반을 두고 있습니다 .
1. 제강(가장 큰 응용 분야)
전기 아크로(EAF), 용광로 및 주조소에서 다기능 첨가제로 사용됩니다.
탈산제: 기존 페로실리콘보다 효율적인 탈산제입니다. 실리콘과 탄소 함량이 용강에서 산소를 효과적으로 제거하여 강의 청정도와 기계적 성질을 향상시킵니다.
반응:
SiC + O₂ → SiO₂ + CO
재탄화제: 강철의 최종 탄소 함량을 원하는 사양으로 조절하는 데 사용되는 우수한 탄소 공급원입니다.
에너지 절약(가열제): SiC의 산화는 매우 발열성입니다. 용광로나 래들에 SiC를 첨가하면 용탕의 온도를 높여 필요한 전기 에너지 입력을 줄이고, 용탕 간 시간(tap-to-tap time)을 단축하는 데 도움이 됩니다.
합금제: 용융물에 실리콘과 탄소를 동시에 첨가하여 화학적 조성을 조정합니다.
2. 주철(주조)
주철 생산을 위한 큐폴라 및 유도로에서:
접종제/전처리제: 용융 주철에 SiC를 첨가하면(종종 “철 전처리”라고 함) 흑연 플레이크 또는 단괴(연성 주철) 형성이 촉진됩니다. 이는 다음과 같습니다.
냉각 방지: 단단하고 취성 있는 시멘타이트(탄화철) 형성을 줄여 가공이 불가능한 “냉각” 모서리를 방지합니다.
미세구조 개선: 더욱 균일하고 세련된 흑연 구조가 형성됩니다.
특성 향상: 최종 주철 제품의 인장 강도, 경도, 열전도도를 높입니다.
3. 페로알로이 생산
이는 다양한 철합금을 생산하는 데 사용되는 잠수 아크로에서 환원제 역할을 합니다.
실리콘 메탈과 페로실리콘: 이러한 공정에서 SiC는 실리카를 실리콘으로 환원하는 데 중요한 역할을 하는 중간 생성물입니다.
기타 합금: 규소망간 및 기타 복합 합금 생산에도 사용될 수 있습니다.
4. 내화 첨가제
분쇄 야금용 SiC는 주성분은 아니지만, 제강로와 레이들(ladle)의 내벽에 사용되는 MgO-C(마그네시아-탄소) 및 Al₂O₃-SiC-C(알루미나-탄화규소-탄소) 내화물 에 종종 첨가됩니다 . SiC의 장점은 다음과 같습니다.
슬래그 저항성 증가: 내화재가 부식성 슬래그를 견딜 수 있는 능력이 향상됩니다.
향상된 열 충격 저항성: 벽돌이 균열 없이 급격한 온도 변화를 견딜 수 있도록 도와줍니다.
고온 강도가 향상되었습니다.
5. 기타 응용 프로그램
연마재: 매우 높은 순도가 요구되지 않는 결합 연삭 공구(연삭 휠 등) 및 코팅 연마재 제조에 사용됩니다. 또한 블라스팅 및 래핑에도 사용됩니다.
비철 야금: 특정 비철 금속을 제련할 때 환원제로 사용됩니다.