Когда говорят о 'ведущем производителе первичного карбида кремния', многие сразу представляют гигантские печи и тонны продукции. Но за этим стоит куда более сложная картина - от выбора шихты до тонкостей восстановительного процесса. В АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния мы через это прошли, и не всё было гладко.
В 2008 году, когда мы только наращивали объёмы, была ошибка: считали, что главное - чистота кварцита. Оказалось, структура зерна важнее. Помню, партия сырья с высоким SiO2 дала выход ниже планового на 12% - потому что кварц был мелкокристаллический, плохо реагировал.
Сейчас на нашем производстве действует правило: сначала тест на спекаемость, потом закупка. Особенно для первичного карбида кремния чёрного - там даже 0.3% зольности кокса могут снизить качество продукции до марки 88-90 вместо 97-98.
Кстати, про маркировку. Многие до сих пор путают - первичный карбид это не просто SiC 98%. В его структуре должны быть чёткие кристаллы гексагональной модификации, иначе для абразивов не подойдёт. Мы в 2015 году потеряли контракт как раз из-за такой 'мелочи'.
Самая частая проблема новичков - перерасход электроэнергии. В 2011 году наши печи потребляли до 8500 кВтч/т - при норме в . Пришлось пересматривать всю систему загрузки шихты.
Обнаружили интересную зависимость: если снижать высоту столба шихты всего на 10 см, температура в реакционной зоне падает на 50-70°C. А это уже риск недоплавов и образования 'козлов'. Пришлось разрабатывать собственный регламент подготовки шихты - с учётом влажности и гранулометрии каждого компонента.
С коксом отдельная история. В 2019 пробовали заменить часть нефтяного кокса на пековый - теоретически выгоднее. Но газовыделение оказалось слишком интенсивным, пришлось экстренно останавливать печь. Вернулись к классической схеме, хоть и дороже.
Многие недооценивают роль железа в шихте. Да, оно нужно как катализатор, но при превышении 0.5% начинается образование ферросилиция - и мы теряем кремний. Приходится постоянно балансировать.
Кстати, про ферросилиций - иногда его получается до 3-4% от массы карбида, особенно при колебаниях напряжения. Раньше считали браком, теперь реализуем как побочный продукт. Экономика производства стала устойчивее.
С 2004 года, когда АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния только начинало работу, требования к качеству изменились кардинально. Раньше довольствовались химическим анализом, сейчас без рентгеноструктурного не принимает ни один серьёзный заказчик.
Особенно сложно с определением свободного углерода. Классические методы дают погрешность до 0.8%, а для электроники нужно знать точно до 0.1%. Пришлось разрабатывать собственную методику с использованием газового анализатора.
Запомнился случай 2017 года: отгрузили партию карбида для производства керамики - все параметры в норме. А у них спекание идёт неравномерно. Оказалось, проблема в распределении примесей кальция по зёрнам. Теперь обязательно делаем микроскопический анализ кристаллов.
Себестоимость карбида кремния на 60% определяется стоимостью электроэнергии. В Китае с этим проще, но для экспорта в Россию приходится учитывать транспортные расходы - они добавляют ещё 15-20%.
Интересный момент: при производстве первичного карбида образуется до 20% мелких фракций (0-1 мм). Раньше продавали как отходы, сейчас научились использовать в огнеупорах - добавили глину и получили конкурентный продукт.
С минеральной продукцией тоже не всё просто. Например, тот же кварцит для собственных нужд приходится закупать у трёх разных поставщиков - у каждого свой профиль примесей, что влияет на стабильность плавки.
Пробовали в 2020 делать 'экологичный' карбид - с полной рециркуляцией газов. Технология рабочая, но себестоимость выросла на 30%. Пока невыгодно, хотя европейские партнёры интересуются.
Сейчас рассматриваем вариант с использованием солнечной энергии для подогрева шихты - в пилотном режиме удалось снизить энергопотребление на 8%. Но оборудование дорогое, окупаемость 5-7 лет.
Основной фокус остаётся на традиционном производстве карбида кремния - улучшаем КПД печей, работаем над стабильностью качества. Как показала практика, иногда лучше довести до совершенства проверенные методы, чем гнаться за инновациями.
Нигде не написано, что при смене поставщика электродов нужно минимум 2 недели на адаптацию режима плавки. Мы в 2016 году за неделю потеряли 120 тонн продукции, пытаясь работать 'как обычно'.
Или про сезонные колебания влажности воздуха - летом выход газа на 15% выше, приходится корректировать вентиляцию. Таких нюансов десятки, и каждый влияет на рентабельность.
Несмотря на все сложности, производство первичного карбида кремния остаётся востребованным. Особенно сейчас, с развитием ВИЭ - для производства кремния для солнечных панелей нужен наш продукт.
За 20 лет работы АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния прошло путь от регионального поставщика до компании с экспортом в 15 стран. Секрет прост: не гнаться за объёмами, а делать стабильное качество. Пусть и не самое дешёвое на рынке.
Сейчас смотрим в сторону специальных марок для электроники - там требования жёстче, но и маржа выше. Думаю, через 2-3 года сможем закрывать 20% этого сегмента в регионе. Если, конечно, сырьё не подведёт - но это уже другая история.
