シリコンとフェロシリコンはどちらもさまざまな産業プロセスで頻繁に利用されていますが、組成と製造プロセスが異なるため、異なる特性と用途があります。 これらの違いを理解することは、特定の目的のために適切な資料を選択するために重要です。この記事では、各資料の詳細を掘り下げ、独自の特徴を強調し、製鉄所、鋳造業務、化学生産などの産業における異なる役割を説明しています。
原子番号14のシリコン（SI）は、非金属要素であり、主に砂または石英として知られているシリカ（SIO2）の形で主に見られる地球の地殻で2番目に豊富な要素です。 純粋な形で、シリコンは結晶構造を示し、半導体特性を持ち、現代のエレクトロニクス業界の礎となります。
シリコンの生産： 純粋なシリコンの生産には、マルチステージプロセスが含まれます。 まず、シリカは炭素電極を使用して電気弧炉で還元されます。これにより、冶金グレードのシリコン（MG-SI）が得られ、通常は約98〜99％の純度があります。 エレクトロニクスなどのより高い純度を必要とするアプリケーションには、シーメンスプロセスまたは他の化学的方法を通してさらに精製する必要があります。これらのプロセスは、鉄、アルミニウム、カルシウムなどの不純物を除去し、純度が99.9999％を超える電子グレードのシリコン（EG-SI）をもたらします。
シリコンの特性： 純粋なシリコンは硬く、脆く、灰色がかった青色の金属製の光沢を持っています。 その半導体特性により、他の要素とドーピングすることで電気伝導率を制御することで、トランジスタ、統合回路、太陽電池に不可欠になります。 シリコンはまた、高温での酸化に対する高い耐性を示し、高温用途に適しています。
シリコンのアプリケーション： シリコンのアプリケーションは非常に多様です。 エレクトロニクスでの優位性に加えて、シリコンは、シリコン（合成ポリマー）の生産、アルミニウムおよび他の金属の合金要素として、およびさまざまなセラミックとメガネの製造に使用されます。
フェロシリコン は、主に鉄（Fe）とシリコン（SI）で構成される合金で、通常は15％から90％のシリコン含有量があります。 電気弧炉で鉄鉱石、シリカ、コーラを製錬することによって生産されます。 鉄とシリコンの特定の比率は、それぞれ特定の用途に合わせて調整されたフェロシリコンのグレードを決定します。
フェロシリコンの生産： フェロシリコンの生産プロセスは、冶金グレードのシリコンの生産プロセスと類似していますが、炉電荷に鉄鉱石を追加します。結果として得られる合金を冷却し、目的のサイズに押しつぶします。 最終製品の鉄とシリコンの割合は、炉の充電組成を調整することで制御できます。
フェロシリコンの特性： フェロシリコンの特性は、そのシリコン含有量に依存します。 シリコン含有量が多いほど、密度が低く、融点が低くなり、磁性透過性が生じます。 フェロシリコンは通常脆く、銀色の灰色の外観を持っています。 これは強力な還元剤であり、酸素と容易に反応するため、冶金プロセスでは非常に貴重です。
フェロシリコンのアプリケーション： フェロシリコンの主な応用は、製鉄所業界にあります。それはデオキシ酸剤として機能し、溶融鋼から酸素を除去して、欠陥を防ぎ、鋼の品質を向上させます。 また、合金剤として機能し、鋼の強度、硬度、耐食性を高めます。 フェロシリコンの特定のグレードは、ステンレス鋼、電気鋼、鋳鉄など、さまざまな鋼型の生産に使用されます。 フェロシリコンはまた、延性鉄の生産に使用される結節剤であるマグネシウムフェロシリコンの生産に適用されます。 化学産業では、フェロシリコンは、他のシリコンベースの化学物質の生産において還元剤として機能します。
| 機能 | シリコン | フェロシリコン |
|---|---|---|
| 構成 | 純粋な要素（si） | 鉄の合金（Fe）とシリコン（SI） |
| 生産 | 電気弧炉でのシリカの減少、より高い純度のためにさらに洗練された | 電気弧炉での鉄鉱石、シリカ、コーラの製錬 |
| プロパティ | 半導体、脆い、灰色の青色の光沢 | 脆い、銀色の灰色、SI含有量に応じてさまざまな特性 |
| アプリケーション | エレクトロニクス、シリコーン、合金、陶器、ガラス | スチールメーキング（デオキシディザー、合金剤）、マグネシウムフェロシリコン生産、化学還元剤 |
シリコンとの選択 フェロシリコンは、 特定のアプリケーションに完全に依存します。 高い純度を必要とする電子アプリケーションには、洗練されたシリコンが不可欠です。 冶金活動、特に鉄鋼製造および鋳造業務において、フェロシリコンは、その脱酸化と合金化特性のために好ましい選択です。 次に、フェロシリコンの特定のグレードは、最終鋼製品の目的の特性に基づいて選択されます。
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