El principal agente reductor utilizado en la fundición química de silicio.

Hay coque de petróleo, hulla bituminosa y carbón vegetal. Para aumentar la resistividad y la actividad química de la carga del horno, también existen combinaciones de coque de carbón gaseoso, coque de sílice, carbón azul, semicoque, coque de baja temperatura y bloques de madera. En la composición química de los agentes reductores de carbono se deben considerar principalmente el carbono fijo, las cenizas, la materia volátil y la humedad. Generalmente, se requiere que el carbono fijo sea alto y la cantidad total de agente reductor requerido se reduce, lo que resulta en menos impurezas aportadas por las cenizas, una reducción correspondiente en la cantidad de escoria, una disminución en el consumo de energía eléctrica y una disminución en el contenido de impurezas. en silicio químico. La resistividad de los agentes reductores de carbono debe ser alta y la porosidad debe ser alta. La resistividad de la carga del horno depende principalmente del agente reductor de carbono. Los agentes reductores de carbono tienen alta resistividad eléctrica, buena actividad química y alta tasa de recuperación de silicio.
El coque de petróleo tiene el contenido de cenizas más bajo entre los agentes reductores utilizados en la producción de silicio metálico, con un contenido de cenizas del 0.17-0.6 por ciento, carbono fijo del 90-95 por ciento y volátil. contenido no superior al 3,5 por ciento -13 por ciento. La fundición química de silicio utiliza coque de petróleo como agente reductor debido a su bajo contenido de cenizas, lo que favorece la mejora de la calidad del producto. Sin embargo, debido a la baja resistencia eléctrica, la mala reactividad, la fácil grafitización a alta temperatura y el alto consumo de coque de petróleo, la condición del horno no es fácil de controlar, lo que resulta en una no sinterización de la carga del horno, una ignición grave, un alto consumo de energía y dificultad para descargar.
El carbón de madera tiene una alta resistencia y reactividad específicas y un bajo contenido de impurezas, lo que lo convierte en un agente reductor ideal para fundir el silicio utilizado en la química industrial. Sin embargo, las propiedades del carbón vegetal producido con diferentes maderas y métodos también son muy diferentes. El contenido de cenizas del carbón vegetal pelado suele ser entre la mitad y un tercio menor que el del carbón con corteza, y la corteza tiene un impacto significativo en el contenido de cenizas del carbón vegetal. El componente principal del carbón vegetal es el carbono, con un bajo contenido de cenizas, normalmente inferior al 10 por ciento. Alta resistividad y buena actividad química. Años de práctica de producción han demostrado que el carbón vegetal es una materia prima carbonosa importante para satisfacer las necesidades de la fundición de silicio en la química, pero la fuente de carbón es limitada y los agentes reductores del carbón ya no se pueden utilizar.
Por la situación exterior, la gran mayoría de los países ya no utilizan carbón vegetal. Muchos fabricantes nacionales también han trabajado mucho en la búsqueda y utilización de sustitutos del carbón vegetal. La práctica ha demostrado que, entre los diversos agentes reductores de carbono, el carbón bituminoso es otro agente reductor ideal, además del carbón vegetal, en términos de capacidad de reacción y resistencia específica.
Las características del carbón bituminoso son alta resistencia, fuerte capacidad de reacción y carbón bituminoso con bajo contenido de cenizas que se obtiene mediante lavado. El contenido de cenizas puede alcanzar aproximadamente el 3 por ciento, el contenido de Fe2O3 puede alcanzar el 0.2-0.3 por ciento y el contenido de Al2O3 es inferior al 1 por ciento. El contenido de cenizas del carbón bituminoso con agente reductor en China es mayoritariamente superior al 3 por ciento, mientras que el contenido de cenizas del carbón bituminoso con agente reductor en países extranjeros ronda en su mayoría el 1 por ciento. El método químico utilizado por la Unión Soviética para seleccionar carbón bituminoso puede producir carbón limpio con un contenido de óxido de hierro inferior al 0.1 por ciento. La función de los bloques de madera es aumentar la resistencia de la capa de material y la cantidad utilizada influye en el estado del horno. El uso excesivo de bloques de madera produce capas de material sueltas, deterioro de las condiciones del horno y aumento del consumo de energía. Debido al bajo punto de ignición y al bajo contenido de carbono de los bloques de madera, su uso real como agentes reductores es mínimo.
Las impurezas de las materias primas de carbono son principalmente cenizas, todas compuestas de óxidos. En la producción química también es necesario reducir los óxidos de las cenizas, lo que consume tanto energía eléctrica como carbono. Además, las impurezas reducidas todavía se mezclan con el líquido de silicio, lo que reduce la resistencia del silicio. En la práctica de producción, por cada aumento del 1 por ciento en la carga del horno