Производство карбида кремния и кальция: современное состояние традиционных областей применения обожженного кокса 

Применение обожженного кокса в двух традиционных отраслях – производстве карбида кремния и карбида кальция – явно демонстрирует тенденцию “роста и спада” наряду с технологическими усовершенствованиями. В частности, его роль в производстве карбида кальция меняется, в то время как в производстве карбида кремния он развивается в новых, более перспективных направлениях.

Ниже приведен подробный анализ текущего состояния применения в этих двух областях:

Производство карбида кальция: традиционная роль заменяется
При производстве карбида кальция традиционное использование обожженного кокса в качестве источника углерода сталкивается с проблемами. Основные изменения отражены в двух моментах:

Более гибкие варианты сырья: Традиционные процессы в основном основаны на кальцинированном коксе, но в настоящее время наблюдается тенденция к использованию более дешевых или легкодоступных углеродных материалов. Например, некоторые запатентованные технологии предполагают прямое использование сырого кокса (некальцинированного нефтяного кокса) в качестве источника углерода для производства карбида кальция. Тем временем также разрабатываются технологии, использующие альтернативное сырье, такое как биоуглеродный кокс и промышленный формованный кокс.
Изменение отраслевого фокуса: Если посмотреть на рынок обожженного кокса в целом, то его крупнейшим и продолжающим расти сегментом переработки являются алюминиевые аноды, на которые приходится около 70% всего обожженного кокса. В отличие от этого, спрос на карбид кальция и традиционную выплавку стали (например, производство графитовых электродов и науглероживателей) снижается.

Производство карбида кремния: различия между традиционными и развивающимися направлениями
В секторе производства карбида кремния применение обожженного кокса представляет собой “сосуществование традиционных и новых” технологий:

Традиционный способ плавки: Это самый классический способ, при котором прокаленный кокс (или нефтяной кокс) и кварцевый песок смешиваются в определенном соотношении и помещаются в электрическую печь сопротивления для проведения реакции карботермического восстановления при высоких температурах с получением карбида кремния. Этот способ и по сей день остается основным способом производства обычных абразивов из карбида кремния и огнеупорных материалов.
Новое высокоэффективное направление: Стоит отметить новую технологию, известную как “Карбид кремния с реакционной связью из чистого углерода (PCRBSC)”. Вместо использования дорогостоящего порошка карбида кремния в качестве сырья в этом процессе непосредственно используются углеродные материалы, такие как нефтяной кокс и технический углерод, для получения сырых частиц, которые затем пропитываются кремнием при высоких температурах для проведения реакции. Этот способ объединяет синтез сырья и спекание продукта в одну стадию, что дает значительные преимущества:

Резюме
Таким образом, кальцинированный кокс превращается из традиционного промышленного сырья для производства больших объемов и широкого применения в специализированное, усовершенствованное и инновационное направление. В области карбида кальция и традиционной металлургии его вытесняют более дешевые альтернативы. В то же время в высококачественных материалах, представленных карбидом кремния, он приобрел новую актуальность благодаря технологическим инновациям, особенно при изготовлении высокоэффективной керамики из карбида кремния, где он демонстрирует многообещающий потенциал для обеспечения баланса между стоимостью и производительностью.