Когда слышишь 'производитель превосходного зеленого карбида кремния', многие сразу представляют лабораторные условия и стерильные процессы. На деле же 60% качества закладывается еще в карьере по добыче кварцита. Мы в АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния с 2004 года прошли путь от закупки сырья до контроля каждой партии на микротрещины - и это не маркетинг, а ежесменные пробы с дробилки ЩДП-9х12.
Наш технолог Сергей Петрович как-то раз показал мне две пробы зеленого карбида кремния с одинаковым содержанием SiC 98.5%. Но одна партия давала брак при шлифовке ответственных деталей. Оказалось, дело в распределении примесей кальция - если в зоне реакции печи АШ-427 был перепад температур, возникали локальные скопления CaO до 0.3%. Теперь мы дополнительно проверяем не только химический состав, но и гомогенность распределения.
Многие недооценивают подготовку шихты. После того как в 2018 году три печи пришлось останавливать на внеплановый ремонт из-за некондиционного кокса, мы ввели систему двойного контроля: сначала поставщик проводит анализ на зольность, потом наша лаборатория проверяет случайные пробы из каждой партии. Особенно важно содержание серы - даже 0.08% против допустимых 0.12% уже влияет на структуру кристаллов.
При дроблении до фракции 0-10 мм мы столкнулись с парадоксом: более дорогое оборудование давало больший процент пережога. После месяца экспериментов выяснили, что вибрационные питатели создавали зоны перегрева в печах. Перешли на ленточные транспортеры с системой плавной регулировки скорости - процент качественного продукта вырос с 82 до 89.
В 2021 году к нам обратился завод абразивных инструментов с жалобой на быстрый износ отрезных кругов. При анализе их технологии обнаружили, что они использовали наш карбид кремния марки 25А без учета жесткости связки. Посоветовали перейти на 54С - ресурс инструмента вырос на 40%, хотя изначально клиент был уверен, что проблема в чистоте нашего продукта.
С металлургами история особая. Для раскисления стали нам пришлось разработать специальную фракцию 3-5 мм с повышенной газопроницаемостью. Стандартный зерновой состав создавал проблемы при внесении в ковш - теперь учитываем не только химию, но и форму частиц. Кстати, на сайте https://www.lzhy.ru есть технические спецификации именно для таких случаев.
Самая сложная задача была с производителем бронекерамики. Им требовался материал с определенным соотношением твердости и ударной вязкости. После двух месяцев подбора параметров обжига получили партию, где микротвердость по Виккерсу составляла 32-34 ГПа при сохранении вязкости 4.5 МПа·м1/2. Секрет оказался в поддержании температуры в зоне кристаллизации °C ровно 47 часов.
Наши печи сопротивления ПЗР-63 в теории должны работать 5 лет без капитального ремонта. На практике графитовые электроды требуют замены каждые 14-16 месяцев. После проб с различными марками графита остановились на японском материала - их стойкость к окислению выше на 23%, несмотря на более высокую цену.
Система охлаждения - отдельная головная боль. Когда летом 2019 температура охлаждающей воды поднялась до 28°C, мы потеряли 8% продукции из-за термических трещин. Пришлось устанавливать дополнительные чиллеры - теперь поддерживаем 18±2°C независимо от сезона.
Дробильно-сортировочный комплекс мы модернизировали трижды. Сначала использовали щековые дробилки, но они давали много пыли. Перешли на конусные, но столкнулись с переизмельчением. Сейчас используем комбинированную систему: первичное дробление щековое, вторичное - валковое. Процент выхода целевой фракции 0.5-5 мм увеличился с 65 до 78.
Наша лаборатория закупала немецкое оборудование для рентгенофлуоресцентного анализа, но для оперативного контроля в цехе оказалось достаточно отечественного спектрометра СЛ-40. Погрешность в 0.7% против 0.3% у немецкого аналога некритична для большинства задач, зато ремонт занимает часы вместо недель.
Микроскопия - обязательный этап для ответственных партий. Смотрим не только на размер кристаллов, но и на границы зерен. Если видим превышение содержания вторичного кремния более 2% - отправляем на переплавку, даже если химический состав в норме.
Система менеджмента качества, внедренная в 2015 году, изначально казалась бюрократией. Но когда благодаря журналам контроля удалось отследить партию некондиционного нефтекокса до конкретного вагона - сэкономили 2.3 млн рублей. Теперь каждый оператор ведет сменный отчет, который проходит статистическую обработку.
Если в 2004 году главным критерием была цена, то сейчас 70% запросов содержат требования к гранулометрическому составу. Особенно строги производители поликремния для солнечных панелей - у них допуск по крупности ±0.1 мм вместо стандартных ±0.5 мм.
В сегменте абразивов наблюдается рост спроса на специализированные марки. Например, для обработки титановых сплавов требуется зеленый карбид кремния с повышенной хрупкостью - достигаем этого регулировкой скорости охлаждения после синтеза.
Интересная тенденция: металлурги стали чаще запрашивать материал в биг-бэгах вместо мешков. Оказалось, это снижает пыление при загрузке в конвертеры. Мы адаптировали систему фасовки - теперь можем отгружать как традиционную тару, так и мягкие контейнеры до 1 тонны.
Экспериментируем с легированием азотом для повышения электропроводности. Пока получается неравномерное распределение примеси, но в перспективе это может открыть новые рынки в электронике.
Экология - больная тема. Система газоочистки стоит как треть печного отделения. Но после ужесточения нормативов в 2020 году пришлось инвестировать в модернизацию - теперь улавливаем 97% выбросов против прежних 85%.
Сырьевая база - отдельный вызов. Месторождения кварцита в Ланьчжоу истощаются, рассматриваем поставки из Казахстана. Пробная партия показала хорошие результаты, но логистика удорожает себестоимость на 12%. Ищем компромисс между качеством и ценой.
