JPS6230611A - Manufacture of silicon or silicon iron in low axis electric furnace and raw material molding therefor - Google Patents

Manufacture of silicon or silicon iron in low axis electric furnace and raw material molding therefor

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JPS6230611A
JPS6230611A JP11499586A JP11499586A JPS6230611A JP S6230611 A JPS6230611 A JP S6230611A JP 11499586 A JP11499586 A JP 11499586A JP 11499586 A JP11499586 A JP 11499586A JP S6230611 A JPS6230611 A JP S6230611A
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JP
Japan
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silicon
iron
silicon dioxide
molding
electric furnace
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Application number
JP11499586A
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Japanese (ja)
Inventor
ゲルト−ヴィルヘルム、ラスク
ロバート、エイ、ヌーデン
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International Minerals and Chemical Corp
Original Assignee
International Minerals and Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は低軸電気炉によりケイ素又はケイ素鉄を製造す
る方法に関し、詳しくは炭化ケイ素への還元において過
剰量の微粒状二酸化ケイ素及び炭素を含有する原料をま
ず形成し、ついで該原料を二酸化ケイ素と混合して一体
化して低軸電気炉に導入し、原料モールディング中の二
酸化ケイ素を1600℃以下の温度で低軸電気炉の頂部
で炭化ケイ素に還元し、コークス構造の集塊物を還元反
応中使用されなかった原料モールディング炭素より形成
し、上記の一体化され添加充填されたモールディング化
二醗化ケイ素が、コークス構造の集塊物よりの炭化ケイ
素及び炭素により、低軸電気炉の底部において1600
℃以上の温度、好ましくは1800〜2000℃の温度
でケイ素に還元される。低軸電気炉中でケイ素又はケイ
素鉄を製造する方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing silicon or silicon iron using a low-axis electric furnace, and more specifically, the present invention relates to a method for producing silicon or silicon iron using a low-axis electric furnace. The containing raw material is first formed, then the raw material is mixed and integrated with silicon dioxide and introduced into a low shaft electric furnace, and the silicon dioxide in the raw material molding is carbonized at the top of the low shaft electric furnace at a temperature below 1600 ° C. A coke-structured agglomerate is formed from the raw molding carbon that was not used during the reduction reaction, and the above-mentioned integrated and doped molded silicon difluoride is reduced from the coke-structured agglomerate to silicon. of silicon carbide and carbon at the bottom of a low shaft electric furnace.
It is reduced to silicon at a temperature of 1800 to 2000°C or above, preferably 1800 to 2000°C. The present invention relates to a method for producing silicon or silicon iron in a low-axis electric furnace.

(各種用語の定義) 二酸化ケイ素は、すべての通常のケイ素担体。(Definitions of various terms) Silicon dioxide is the usual silicon carrier for all.

特に石英岩又は石英砂を意味する。r微粒」という用語
は砂のように細かく1例えば0.5乃至5閣望ましくは
約1−の微細粒を意味する。「過剰」という用語は、二
酸化ケイ素を炭化ケイ素に還元するための原料モールデ
ィング中使われない炭素がコークス構造の集塊体を形成
するのに量的に十分であることを意味する。還元は概路
次のような2段階で行われる。
Specifically meant quartzite or quartz sand. The term "fine grains" refers to sand-fine grains, such as from 0.5 to 5 mm, preferably about 1 mm. The term "excess" means that the carbon not used in the raw molding to reduce silicon dioxide to silicon carbide is sufficient in quantity to form a coke-structured agglomerate. Reduction is generally carried out in two stages as follows.

81へ+30 = SiG + 200S102 + 
2SiO= 3Si +200第2段階において、−酸
化ケイ素が形成される。
+30 to 81 = SiG + 200S102 +
2SiO=3Si+200 In the second stage -silicon oxide is formed.

5i02 + O= SiO+CO 気体状の一酸化ケイ素は低軸電気炉の頂部に到達する。5i02 + O = SiO + CO Gaseous silicon monoxide reaches the top of the low axis electric furnace.

(従来の技術) 西ドイツ国特許公開公報第3411371号においては
原料モールディングはブロック化により製造される。瀝
青質結合剤を添加しながら冷温ブロック化も採用されて
いるが、好ましくは加温ブロック化により十分な量によ
リブロック化可能な炭素が採用される。原料モールディ
ングは炭素担体の形で炭素を含有し、該炭素担体として
はブロック化に不活性な石油コークス、無煙炭、グラフ
ァイト。
(Prior Art) In DE 34 11 371 A1, raw material moldings are produced by blocking. Although cold blocking with the addition of a bituminous binder has also been employed, carbon that can be reblocked in sufficient quantities by warm blocking is preferably employed. The raw material molding contains carbon in the form of a carbon carrier, such as petroleum coke, anthracite, graphite, which is inert to blocking.

亜炭コックス1石油コークス及び類似物質が挙げられる
。もちろん、適当な物質例えば切削鉄1粒状化鉄又は酸
化鉄を低軸電気炉へ導入することによりケイ素からケイ
素鉄及び金属ケイ素を製造することが可能である。これ
らの公知の段階は十分に満足なものであった。すなわち
低軸電気炉中で少ない消費電力でかなり高い収率でケイ
素を得。
Includes lignite cox 1 petroleum coke and similar materials. Of course, it is possible to produce silicon iron and metallic silicon from silicon by introducing suitable materials such as cut iron, granulated iron or iron oxide into a low-axis electric furnace. These known steps were fully satisfactory. In other words, silicon can be obtained in a low-axis electric furnace at a considerably high yield with low power consumption.

そのために電極の消費も少ない。これは、コークス構造
の集塊体は炭化ケイ素への第1還元段階において原料モ
ールディングより形成され、二酸化ケイ素及び炭素充填
体における炭素に比較してより大きい表面、すなわちコ
ークス構造の表面を有するという未発表の事実によるも
のである。内部比表面積は通常5rn’/gより小であ
る。拡大された表面は、コークス構造の集塊体を特に反
応性と【7.かつある範囲で炭素の反応性に関し該集塊
体を活性比する。しかし、依然として気体状の酸化ケイ
素が遊離され、この事実はケイ素の収は及び電流消費量
に逆効果をもたらす。
Therefore, the consumption of electrodes is also low. This is due to the fact that the coke-structured agglomerates are formed from the raw material molding in the first reduction step to silicon carbide and have a larger surface, i.e., the coke-structured surface, compared to the silicon dioxide and carbon in the carbon filling. This is due to the fact of the announcement. The internal specific surface area is usually less than 5rn'/g. The enlarged surface makes coke-structured agglomerates particularly reactive [7. and the agglomerates are characterized in terms of carbon reactivity within a certain range. However, gaseous silicon oxide is still liberated, and this fact has an adverse effect on silicon yield and current consumption.

(発明の目的) 本発明の目的は、電流消費量及びケイ素収量に関し、改
善を行う方法並びに非常に純粋な金に4ケイ素を得るよ
うに方法を改良することにある。
OBJECTS OF THE INVENTION The object of the invention is to improve the process in such a way that it provides improvements in terms of current consumption and silicon yield, and in order to obtain very pure gold-4-silicon.

本発明によれば、この目的は炭素の内部比表面積が全体
で5m’/g以上、好ましくは10rrf/g以上のコ
ークス構造の集塊体が上記モールディンゲ中でケイ素の
炭化ケイ素への還元中に形成されるような量において、
内部比表面積が少なくとも3rn’/gの微粒状の二酸
化ケイ素が添加された原料モールディングが瀝青質結合
剤により形成され。
According to the invention, this object is achieved by forming coke-structured agglomerates having a total internal specific surface area of 5 m'/g or more, preferably 10 rrf/g or more during the reduction of silicon to silicon carbide in the molding. In such quantity as is formed,
A raw material molding doped with finely divided silicon dioxide having an internal specific surface area of at least 3 rn'/g is formed with a bituminous binder.

さらに内部比表面積が5rIf/g以上のコークス構造
の集塊体による還元が低軸電気炉の底部において行われ
ることにより達成される。
Furthermore, the reduction by coke structure agglomerates having an internal specific surface area of 5 rIf/g or more is achieved by performing the reduction at the bottom of the low-axis electric furnace.

附加的内部表面積が低軸電気炉において最初に炭化ケイ
真に還元される微粒状二酸化ケイ素粉末によってコーク
ス構造の集塊体中に生じ9面積はある程度気体状の一酸
化ケイ素を汲取し、進行する方法中に一酸化ケイ素を還
元する。もちろん。
Additional internal surface area is created in the coke-structured agglomerates by finely divided silicon dioxide powder which is first reduced to silicon carbide in a low axis electric furnace. During the process silicon monoxide is reduced. of course.

微粒状二酸化ケイ素も内部表面積の形成に貢献する。瀝
青質結合剤という用語は、すべての適当な瀝青、特に2
例えば道路工事及びブロック化に通常1吏用される結合
剤を言う。融点は可能な限り60°C以上が望ましい。
Particulate silicon dioxide also contributes to the formation of internal surface area. The term bituminous binder refers to all suitable bitumens, especially bituminous binders.
For example, it refers to a binder commonly used in road construction and blocking. The melting point is desirably 60°C or higher as much as possible.

もちろん2個々の微粒状二酬化ケイ素の粉末は可能な限
り直接的に湿潤状態であり、かつ瀝青質結合剤と可能な
限り均質に混合されることが必要である。かかることは
瀝青質結合剤を加熱し、ついで二酸化ケイ素と例えば噴
射混合原理を用いて十分に混合することによって十分に
液化することにより困難をともなうことなく可能である
。粉末状二酸化ケイ素という用語は非常に微細な粒子の
二酸化ケイ素〔高度に分散した無定形の二酷化ケイ素、
デグンサ マヌファクチアラーズ(the Degus
sa manufacturers )のエアロジルに
関するデータを参照〕を意味するが、しかし、また、他
の非常に微細な二酸化ケイ素の粉末にも関するものであ
る。換言すれば1本発明によれば炭素表面の反応性はコ
ークス構造の集塊体において原料モールディングに二酸
化ケイ素を添加することにより附加的に誘発され、これ
は瀝青質結合剤への二酸化ケイ素の添加により可能とな
る。反応性が誘発された内部表面積は未使用の炭素内に
おいて第1段の還元における二清化ケイ素粉体の炭化ケ
イ素への還元において形成される。
It is of course necessary that the two individual finely divided silicon dioxide powders be as directly wetted as possible and mixed as homogeneously as possible with the bituminous binder. This is possible without difficulty by heating the bituminous binder and then liquefying it thoroughly by mixing it thoroughly with silicon dioxide, for example using the jet mixing principle. The term powdered silicon dioxide refers to very fine particles of silicon dioxide [highly dispersed amorphous silicon dioxide,
The Degus Manufacturers
(see data on Aerosil by Sa Manufacturers), but also relates to other very fine powders of silicon dioxide. In other words, according to the invention, the reactivity of the carbon surface is additionally induced in the coke-structured agglomerates by adding silicon dioxide to the raw molding, which is similar to the addition of silicon dioxide to the bituminous binder. This becomes possible. Reactivity-induced internal surface area is formed within the virgin carbon in the reduction of distined silicon powder to silicon carbide in the first stage reduction.

反応性が誘発された内部表面積は二酸化ケイ素粉体の量
及び内部比表面積の量により予め燗定される。瀝青質結
合剤のコークス化後、粉末状二酸化ケイ素は1500℃
以上の温度において行われる炭化ケイ素の形成化により
認識されるコークス層により被覆される。粉末の表面は
コークスへ移行されたままである。炭化ケイ素はつづく
表面の展開。
The internal surface area where reactivity is induced is predetermined by the amount of silicon dioxide powder and the amount of internal specific surface area. After coking the bituminous binder, the powdered silicon dioxide is heated to 1500°C.
The formation of silicon carbide, which takes place at temperatures above, is coated with a coke layer which is recognized. The surface of the powder remains transferred to the coke. Silicon carbide continues to develop its surface.

特に小さな結晶炭化ケイ素の外側境界表面において使い
果される。粉末状二酸化ケイ素及び結合剤中での百分率
により表面積の増加をきわめて正確に制御することは可
能である。
It is especially used up on the outer bounding surfaces of small crystalline silicon carbide. It is possible to control the increase in surface area very precisely by percentage in powdered silicon dioxide and binder.

一般に、原料モールディングはその全重量に対し4〜2
0重景%重量青質結合剤により形成され。
In general, raw moldings weigh between 4 and 2
Formed by 0% weight blue binder.

結合剤に対してその重量の2〜20重計%の二酸化ケイ
素が添加されている。
Silicon dioxide is added to the binder in an amount of 2-20% by weight based on its weight.

本発明の望ましい実施態様によれば、粉末状二酸化ケイ
素は200〜5oorn’/gの内部比表面積を有し瀝
青質結合剤中にて使用される。かかることは有用な点で
ある。生成物の重N%及び内部表面積は混合物において
すべて相対的比率で一定に維持される。このことは1例
えば1orrp/gの内部表面積を有する二酸化ケイ素
粉体30重@%は約450rn’/gの内部表面積を有
する二酸化ケイ素粉体0.7重量%と同様の効果である
ということを意味する。
According to a preferred embodiment of the invention, powdered silicon dioxide is used in the bituminous binder with an internal specific surface area of 200 to 5 oorn'/g. This is a useful point. The weight N% of the product and the internal surface area are all kept constant in relative proportions in the mixture. This means that for example, 30% by weight of silicon dioxide powder with an internal surface area of 1 orrp/g has the same effect as 0.7% by weight of silicon dioxide powder with an internal surface area of about 450rn'/g. means.

原料モールディングは二酸化ケイ素を炭化ケイ素に還元
する温度以下の温度で加熱前処理され。
The raw molding is preheated at a temperature below the temperature that reduces silicon dioxide to silicon carbide.

その前処理中に瀝青質結合剤は分解される。加熱前処理
は9例えば約500℃の温度に維持し得る低軸電気炉の
頂部において実施される。これとは別に加熱前処理を低
軸電気炉外で通常のコークス化により前段コークス化と
して実施することも可能である。原則として本発明によ
る原料モールディングの製造には種々の方法が可能であ
る。しかし。
During the pretreatment the bituminous binder is decomposed. The heating pre-treatment is carried out at the top of a low-axis electric furnace which can be maintained at a temperature of, for example, about 500°C. Apart from this, it is also possible to carry out the heating pretreatment as a pre-coking process by ordinary coking outside a low-axis electric furnace. In principle, various methods are possible for producing the raw moldings according to the invention. but.

瀝青質結合剤はその固型体がモールディング体に対し十
分な強度を有し、且つその移送及び低軸電気炉中におい
てその形状を維持しうる強度をもつものが選択されなけ
ればならない。
The bituminous binder must be selected so that its solid form has sufficient strength for the molding body and is strong enough to maintain its shape during transport and in the low-axis electric furnace.

本発明の最も効果的な実施態様としては、200〜80
0rr+′/gの表面積を有する粉末状二酸化ケイ素の
一定量を好ましく吏用する結果として内部比表面積が5
0〜100 rrII/ gのコークス構造の集塊体が
低軸電気炉内で形成される。
In the most effective embodiment of the invention, 200 to 80
Preferably, a certain amount of powdered silicon dioxide having a surface area of 0rr+'/g is used, resulting in an internal specific surface area of 5.
A coke-structured agglomerate of 0-100 rrII/g is formed in a low-axis electric furnace.

本発明によれば、原料モールディングは集塊状の二酸化
ケイ素及び附加された炭素の混合物の形で低軸電気炉中
へ充填物として導入することが可能である。もし、金属
ケイ素又はケイ素鉄が低軸電気炉において直接製造され
るならば、微粒状の鉄9例えば切削鉄又は粉末鉄又はそ
れらに代る酸化鉄の型で充填物に添加することができる
。また。
According to the invention, the raw molding can be introduced as a charge into a low-axis electric furnace in the form of a mixture of agglomerated silicon dioxide and added carbon. If metallic silicon or ferrous silicon is produced directly in a low-axis electric furnace, it can be added to the filling in the form of finely divided iron 9, for example cut iron or powdered iron, or alternatively iron oxide. Also.

附加的に微粒状の鉄を含有する原料モールディングを使
用することもある。原料モールディングは該モールディ
ング中で行われる二酸化ケイ素の炭化ケイ素への還元に
関して過剰量の炭素を常に含有する。有利には、原料モ
ールディングは50重量%以上、二酸化ケイ素の炭化ケ
イ素への還元に関し90重重量以下の過剰の炭素を含有
するように形成される。本発明の教示が適用され、かつ
きわめて微細な原料、とくにきわめて微細な瀝青質結合
剤を二回蒸留した石油生成物の形で使用すれば。
In addition, raw material moldings containing finely divided iron may also be used. The raw molding always contains an excess amount of carbon with respect to the reduction of silicon dioxide to silicon carbide that takes place in the molding. Advantageously, the raw molding is formed to contain an excess of carbon of at least 50% by weight and up to 90% by weight with respect to the reduction of silicon dioxide to silicon carbide. If the teachings of the present invention are applied and very fine raw materials, especially very fine bituminous binders, are used in the form of double distilled petroleum products.

きわめて純度の高いケイ素が得られる。Silicon of extremely high purity is obtained.

(実施例) 一方においては原料モールディングの生成、他方におい
てはケイ素の生成を記載した本発明の特徴を示す実施例
について以下に詳細に説明する。
Examples Examples illustrating the features of the invention are described in detail below, describing on the one hand the production of raw moldings and on the other hand the production of silicon.

微粒状二酸化ケイ素が添加された瀝青質結合剤による原
料モールディングの製法は、任意の関連する方法により
行われる。湛ブロック化が以下の実施例に使用される。
The preparation of raw moldings with bituminous binder added with finely divided silicon dioxide is carried out by any relevant method. Flood blocking is used in the following example.

石油より生成され、かつ87°Cの軟化点を有する結合
剤が170℃に加熱され1強い攪拌下に置かれる。攪拌
機は、高い表面積(比表面積aoorr?/g)を有す
る二酸化ケイ素粉末が攪拌機における中空の軸へ導管を
通して吸い込まれるように設計されている。粉末状二酸
化ケイ素は液状結合剤の表面下に分配され2強い攪拌に
より結合が行われる。
A binder produced from petroleum and having a softening point of 87° C. is heated to 170° C. and placed under vigorous stirring. The stirrer is designed in such a way that silicon dioxide powder with a high surface area (specific surface area aoorr?/g) is sucked through a conduit into the hollow shaft of the stirrer. Powdered silicon dioxide is distributed below the surface of the liquid binder and bonding is effected by vigorous stirring.

攪拌機容器における一定の循環は、好ましい10%濃度
の二酸化ケイ素が均質に分布されることを確実にする。
Constant circulation in the stirrer vessel ensures that the preferred 10% concentration of silicon dioxide is homogeneously distributed.

結合剤の発泡は大きな攪拌機容器の面積により許容限界
に維持される。混合の粘度は粉末の二酸化ケイ素の添加
の結果上昇する。そして流動能力が維持される。混合物
はポンプにて処理でき、このことは以後のプロセスに重
要である。
Binder foaming is kept within acceptable limits by the large agitator vessel area. The viscosity of the mixture increases as a result of the addition of powdered silicon dioxide. And the flow capacity is maintained. The mixture can be pumped, which is important for further processing.

予熱された砂及び石油コークスが液体混合物へ添加され
る。この混合物は110℃の温度である。混練は水蒸気
雰囲気下で実施される。最終混合物は粉末状二階化ケイ
素、40%の砂及び50%の石油コークスを有する10
%の瀝青質結合剤を含有する。
Preheated sand and petroleum coke are added to the liquid mixture. This mixture is at a temperature of 110°C. Kneading is carried out under a steam atmosphere. The final mixture consists of powdered silicon dioxide, 40% sand and 50% petroleum coke.
% bituminous binder.

粉末状二酸化ケイ素は全混合物の1%で表示される。Powdered silicon dioxide is expressed at 1% of the total mixture.

この混合物のブロック化はローラプレスにおいて104
°Cで実施される。この方法により原料モールディング
は18−の体積を有するブロックの形において製造され
る。周囲の温度に冷却された後。
This mixture is formed into blocks in a roller press at 104
Performed at °C. With this method, raw moldings are produced in the form of blocks with a volume of 18. After cooling to ambient temperature.

このモールディングは点圧縮強さの平均が185 kg
であり、それは貯蔵及び輸送に関し、すべての機械的要
求に適合している。スクリーンテストは陸上及び海上に
よる比較的長距離の輸送によりふるい分けが2%以上上
昇しないことを示してる。
This molding has an average point compressive strength of 185 kg
and it meets all mechanical requirements regarding storage and transportation. Screen tests have shown that transport over relatively long distances by land and sea does not increase sieving by more than 2%.

本発明による方法に対し原料モールディングが火炎に対
し必要な安定性を有することが重要である。この用語は
、加熱又は衝撃加熱された場合の燃料及び反応物に関す
るものである。これは日常的に発生するものであり、低
軸電気炉内において各充填ごとに発生する。それは新し
い冷却体が。
It is important for the method according to the invention that the raw molding has the necessary flame stability. This term refers to fuels and reactants when heated or bombarded. This is a routine occurrence and occurs after each fill in a low axis electric furnace. It's a new cooling body.

500℃以上の温度を有し、気体がかなりの加熱展開し
て燃焼する熱充填体表面へ常に添加されるからである。
This is because the gas has a temperature of 500° C. or higher and is constantly added to the surface of the thermal packing, where the gas is heated and combusted.

原料モールディングはこの観点においてすべての期待に
対し満足できる。
The raw material molding satisfies all expectations in this respect.

低軸電気炉中の低部にωるされたワイヤーバスケットの
場合、原料モールドは充填後充填物の表面下に滑り込む
。原料モールディングはそこに1時11(1tmする。
In the case of a wire basket mounted at the bottom in a low-axis electric furnace, the raw material mold slides under the surface of the filling after filling. The raw material molding is there at 1:11 (1tm).

ついで電気炉からワイヤバスケットによってとり出され
、速やかに気密な容器へ導入され、コークス構造の集塊
体が形成される。この集塊体の点圧縮強さは、冷却後測
定される。この点圧縮強さは、210kgに増加してい
たことが見出された。揮発成分は2%以下に減少した。
It is then removed from the electric furnace using a wire basket and immediately introduced into an airtight container to form a coke-structured agglomerate. The point compressive strength of this agglomerate is measured after cooling. It was found that the compressive strength at this point had increased to 210 kg. Volatile components were reduced to less than 2%.

モールディングの若干のものは実験室において再加熱さ
れた。1600℃までの重屑損失が測定され1強さが試
験され、内部表面積が測定された。すべての価は満足す
べきものであった。内部比表面積は14 、3 m’/
 gであった。粉状二酸化ケイ素無添加の試験が並行し
て打われ、その内部比表面積は4.2m 、/ gのみ
であった。
Some of the moldings were reheated in the laboratory. Weight loss up to 1600°C was measured, strength was tested, and internal surface area was measured. All prices were satisfactory. The internal specific surface area is 14,3 m'/
It was g. A test without the addition of powdered silicon dioxide was run in parallel, and its internal specific surface area was only 4.2 m2/g.

上記の如くに調製された原料モールディングを低軸電気
炉中で使用してケイ素が製造された。結果は決定的なも
のであった。ケイ素の収量は10600 Kwh / 
tSiの電流消費量にて96.6%であった。粉末の粉
状二酸化ケイ素無添加の原料モールディングについての
並行試験は12800 Kwh / tSiのエネルギ
ー消費量にて約80%のみであった。
Silicon was produced using the raw moldings prepared as described above in a low axis electric furnace. The results were conclusive. Silicon yield is 10600 Kwh/
The current consumption of tSi was 96.6%. Parallel tests on raw material molding without the addition of powdered silicon dioxide resulted in only about 80% with an energy consumption of 12800 Kwh/tSi.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)炭化ケイ素への還元において過剰量の微粒状二酸
化ケイ素及び炭素を含有する原料をまず形成し、ついで
該原料を二酸化ケイ素と混合して一体化して低軸電気炉
に導入し、原料モールディング中の二酸化ケイ素を16
00℃以下の温度で低軸電気炉の頂部で炭化ケイ素に還
元し、コークス構造の集塊物を還元反応中使用されなか
った原料モールディング炭素より形成し、上記の一体化
され添加充填されたモールディング化二酸化ケイ素が、
コークス構造の集塊物よりの炭化ケイ素及び炭素により
、低軸電気炉の底部において1600℃以上の温度、好
ましくは1800〜2000℃の温度でケイ素に還元さ
れる、低軸電気炉中でケイ素又はケイ素鉄を製造する方
法において、炭素の内部比表面積が全体で5m^2/g
以上、好ましくは10m^2/g以上のコークス構造の
集塊体が上記モールディング中でケイ素の炭化ケイ素へ
の還元中に形成されるような量において、内部比表面積
が少なくとも3m^2/gの微粒状の二酸化ケイ素が添
加された原料モールディングが瀝青質結合剤により形成
され、さらに内部比表面積が5m^2/g以上のコーク
ス構造の集塊体による還元が低軸電気炉の底部において
行われることを特徴とする低軸電気炉中でケイ素又はケ
イ素鉄を製造する方法。
(1) In the reduction to silicon carbide, a raw material containing an excess amount of fine-grained silicon dioxide and carbon is first formed, and then the raw material is mixed with silicon dioxide, integrated, and introduced into a low-axis electric furnace to mold the raw material. 16 silicon dioxide in
Reduced to silicon carbide at the top of a low-axis electric furnace at a temperature below 00°C, a coke-structured agglomerate is formed from the raw molding carbon that was not used during the reduction reaction, and the above-mentioned integrated and additive-filled molding Silicon dioxide is
The silicon carbide and carbon from the coke-structured agglomerates are reduced to silicon in the bottom of the low-axis electric furnace at temperatures above 1600°C, preferably between 1800 and 2000°C. In the method for producing silicon iron, the total internal specific surface area of carbon is 5 m^2/g
above, preferably with an internal specific surface area of at least 3 m^2/g in such an amount that coke-structured agglomerates of not less than 10 m^2/g are formed during the reduction of silicon to silicon carbide in said molding. A raw material molding to which fine-grained silicon dioxide is added is formed with a bituminous binder, and further reduction with a coke-structured agglomerate with an internal specific surface area of 5 m^2/g or more is carried out at the bottom of a low-axis electric furnace. A method for producing silicon or silicon iron in a low-axis electric furnace, characterized by:
(2)原料モールディングが該原料モールディングの全
重量に対して4〜20重量%の瀝青質結合剤により形成
され、瀝青質結合剤に対して2〜20重量%の二酸化ケ
イ素粉末が該結合剤に添加されることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の方法。
(2) The raw molding is formed with a bituminous binder in an amount of 4 to 20% by weight relative to the total weight of the raw molding, and the binder contains silicon dioxide powder in an amount of 2 to 20% by weight relative to the bituminous binder. 2. The method according to claim 1, wherein:
(3)200乃至800m^2/gの内部比表面積を有
する微粒状の二酸化ケイ素粉末が使用されることを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。
(3) The method according to claim 1 or 2, characterized in that fine-grained silicon dioxide powder having an internal specific surface area of 200 to 800 m^2/g is used.
(4)原料モールディングが二酸化ケイ素が炭化ケイ素
に還元される温度以下の温度で 加熱前処理され、その間に瀝青質結合剤 が分解することを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第3項のいずれか1項に記載の方法。
(4) Claims 1 to 3, characterized in that the raw molding is pretreated by heating at a temperature below the temperature at which silicon dioxide is reduced to silicon carbide, during which the bituminous binder decomposes. The method according to any one of the above.
(5)加熱前処理が低軸電気炉の上部において行われる
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の方法。
(5) The method according to claim 4, wherein the preheating treatment is performed in the upper part of a low-axis electric furnace.
(6)加熱前処理が低軸電気炉外側の前段コークス化と
して行われることを特徴とする特許請求の範囲第4項記
載の方法。
(6) The method according to claim 4, wherein the heating pretreatment is performed as a pre-coking process outside the low-axis electric furnace.
(7)内部比表面積が50〜100m^2/gのコーク
ス構造の集塊体が、ケイ素粉末の量に起因して原料モー
ルディング中で形成されることを特徴とする特許請求の
範囲第1項乃至第6項のいずれか1項に記載の方法。
(7) Claim 1, characterized in that coke-structured agglomerates with an internal specific surface area of 50 to 100 m^2/g are formed in the raw material molding due to the amount of silicon powder. 7. The method according to any one of items 6 to 6.
(8)原料モールディングが、 一体的な形で追加的に
加えられる炭素及び二酸化ケイ素の混合物とともに低軸
電気炉中に充填物として導入されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項乃至第7項のいずれか1項に記載の
方法。
(8) The raw molding is introduced as a filling into a low-axis electric furnace together with a mixture of carbon and silicon dioxide which is additionally added in integral form. The method according to any one of Item 7.
(9)金属ケイ素又はケイ素鉄を直接製造する場合、微
粒鉄の形状の鉄、例えば切削鉄、鉄粉、鉄粉粒又は酸化
鉄が充填物に添加されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第8項のいずれか1項に記載の方法。
(9) In the case of direct production of metallic silicon or silicon iron, iron in the form of fine iron particles, such as cut iron, iron powder, iron powder granules or iron oxide, is added to the filling. The method according to any one of items 1 to 8.
(10)金属ケイ素又はケイ素鉄を直接製造する場合、
追加的に使用される原料モールディングが例えば切削鉄
、鉄粉、鉄粉粒又は酸化鉄を含有することを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれか1項に記載
の方法。
(10) When directly producing metallic silicon or silicon iron,
9. The method according to claim 1, wherein the additionally used raw material molding contains, for example, cut iron, iron powder, iron powder granules or iron oxide. .
(11)微粒状二酸化ケイ素、及び二酸化ケイ素の炭化
ケイ素への還元に関し不活性炭素担体、例えば石油コー
クス、無煙炭、グラファイト等の過剰量を含有する低軸
電気炉中でケイ素又はケイ素鉄を製造する方法を実施す
るための原料モールディングにおいて、原料モールディ
ングが全重量に対して4〜20重量%の瀝青質結合剤に
よリブロック化され、該結合剤が内部比表面積5m^2
/g以上、好ましくは200〜800m^2/gを有す
る2〜20重量%の微粒状二酸化ケイ素を含有すること
を特徴とする原料モールディング。
(11) Producing silicon or silicon iron in a low axis electric furnace containing finely divided silicon dioxide and an excess amount of an inert carbon support such as petroleum coke, anthracite, graphite, etc. for the reduction of silicon dioxide to silicon carbide; In the raw molding for implementing the method, the raw molding is reblocked with a bituminous binder in an amount of 4 to 20% by weight based on the total weight, and the binder has an internal specific surface area of 5 m^2.
/g or more, preferably 200 to 800 m^2/g, and preferably 2 to 20% by weight of finely divided silicon dioxide.
(12)瀝青質結合剤が原料モールディングの前段コー
クス化により分解されることを特徴とする特許請求の範
囲第11項記載の原料モールディング。
(12) The raw material molding according to claim 11, wherein the bituminous binder is decomposed by coking in the first stage of the raw material molding.
JP11499586A 1985-05-21 1986-05-21 Manufacture of silicon or silicon iron in low axis electric furnace and raw material molding therefor Pending JPS6230611A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009263154A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Admatechs Co Ltd Method for producing spherical silica and method for producing resin composition

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JP2009263154A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Admatechs Co Ltd Method for producing spherical silica and method for producing resin composition

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