מדוע ניתן להשתמש בכמות קטנה של סיליקון קרביד בהתכת פרוסיליקון

ה"סיליקון קרביד" המכונה כאן אינו חומר גלם ספציפי, אלא פסולת הבידוד של תנור הגרפיטציה בייצור אלקטרודות גרפיט. הוא מכיל כמות גדולה של סיליקון קרביד, ולכן פסולת זו מכונה בדרך כלל "סיליקון קרביד". הרכבו הוא כדלקמן:

SiC25~40%; SiO220%; C25%; השאר הוא Al2O3, CaO וכו'.

בהתכת פרוסיליקון, הפחתת הסיליקה היא תגובה שסופגת אנרגיית חום רבה. לכן, כדי שהתגובה הזו תתרחש בצורה אינטנסיבית, יש צורך לשמור על טמפרטורה גבוהה מאוד (בערך 1800 ~ 1900 מעלות), ולכן הרבה חשמל נצרך. כאשר חלק מהסיליקון קרביד מתווסף למטען, הוא מגיב עם שאריות הפלדה במטען בכבשן באופן הבא:

SiC+Fe=FeSi+C

תגובה זו היא אנדותרמית. החום הנספג בו וטמפרטורת התגובה נמוכים מהחום והטמפרטורה הנדרשים להפחתת סיליקון דו חמצני. לכן, הוספת חלק מהסיליקון קרביד למטען מאפשרת להפחית את צריכת האנרגיה.

בהתכה של 45 פרוסיליקון, המטען מכיל יותר שאריות פלדה, ותגובת השבר של סיליקון קרביד היא בעיקר SiC+Fe=FeSi+C. לכן, שיעור הניצול של סיליקון קרביד גבוה יותר בשלב זה.

בעת התכה של 75 פרוסיליקון במטען, יש פחות שאריות פלדה ויותר סיליקה, ותגובת השמדת הסיליקון קרביד תתנהל בעיקר לפי הנוסחה הבאה:

2SiO2+SiC= 3SiO+CO↑

SiO+SiC=2Si+CO↑

שתי התגובות מתרחשות בטמפרטורה גבוהה של כ-1800 מעלות, ולכן משתתף בהן SiO גזי. עם זאת, מכיוון שגז SiO נדיף יותר, התגובה ההורסת של סיליקון קרביד אינה קלה לביצוע בבטחה. ניתן לראות כי בעת התכת 75 פרוסיליקון, שיעור ניצול הסיליקון קרביד נמוך.