導入
工業用シリコンまたは冶金級シリコン（MG-Si）とも呼ばれる金属シリコンは、消費者に注目されることはほとんどありません-が、現代世界を支えています。アルミニウム合金からシリコン、ソーラーパネルから半導体に至るまで、この灰色の金属材料は数十億ドル規模の産業の基盤に静かに鎮座しています。-しかし、金属シリコンとは正確には何でしょうか?なぜそのサプライチェーンがそれほど重要なのでしょうか?
シリコンメタルとは何ですか?
シリコン金属シリコン（Si）元素を精製したもので、通常純度 98 ～ 99.9% です。石英（SiO₂）を炭素材料（石炭、木炭、または木材チップ）でサブマージドアーク電気炉内で1,900度を超える温度で還元することによって生成されます。出力は光沢のある灰色の脆い固体 - で、通常は次のように供給されます。塊、顆粒、または粉末.
主な仕様とグレード
金属シリコンは、主に不純物レベル、特に鉄 (Fe)、アルミニウム (Al)、カルシウム (Ca) のレベルによって分類されます。一般的なグレードは次のとおりです。
| 学年 | 典型的な純度 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 553 | ~98.5% Si | アルミニウム合金、シリコーン |
| 441 | ~99.0% Si | 特殊合金、ケミカルシリコーン |
| 3303 | ~99.3% Si | 高性能アルミニウム（自動車用ホイール）- |
| 2202 | ~99.5% Si | エレクトロニクス-グレードの原料、半導体 |
| 411 | ~99.4% Si | 太陽光発電用ポリシリコン |
*注: 数字は不純物制限を指します (例: 553=Fe 0.5%、Al 0.5%、Ca 0.3% 最大)。
主な用途
1. アルミニウム合金 (需要の約 40 ～ 45%)
シリコン金属は鋳造性、強度、耐摩耗性を向上させます。ほぼすべての自動車のエンジン ブロック、ホイール リム、トランスミッション ハウジングには 5 ～ 12% のシリコンが含まれています。
2. シリコーン (約 30%)
金属ケイ素と塩化メチルを反応させると、シーラント、潤滑剤、医療用チューブ、パーソナルケア製品（シャンプー、ローション）のベースとなるシロキサン - が生成されます。
3. 太陽光発電およびエレクトロニクス用ポリシリコン (約 20%)
高純度シリコン (99.9999% 以上)- は、MG- Si からシーメンスプロセスによって精製されます。ソーラーパネルと半導体ウェーハは完全にこの上流の材料に依存しています。
4. 特殊鋼および耐火物
電気鋼の脱酸剤および合金元素として少量が使用されます。
世界の生産とサプライチェーンの現実
トッププロデューサー: China dominates (>世界供給量の 75%）、主に雲南省、四川省、新疆省、福建省で販売されています。他の生産者には、ブラジル、ノルウェー、フランス、米国などがあります。
エネルギー強度:1 トンの金属シリコンを生産するには、約 12,000 ～ 14,000 kWh の電力が必要です。電力コストは総生産コストの 30 ～ 40% を占めます。
ボラティリティの要因:季節的な水力発電の利用可能性（中国の雨季=の価格低下）、環境検査、炭素政策の変更。
調達専門家が重視する理由
シリコンメタルは、重要な原材料限られた代替品で。中国における供給の混乱は、世界中のアルミニウム鋳造工場、シリコーンメーカー、太陽光パネルメーカーに直接的な影響を及ぼします。 1 年以内に 50 ～ 100% の価格変動が生じることも珍しくありません。
結論
シリコン金属最終製品では目に見えないかもしれませんが、その役割は否定できません。そのグレード、用途、サプライチェーンの推進要因を理解することは、金属、化学薬品、再生可能エネルギー、自動車の調達に携わるすべての人にとって不可欠です。次回、車を運転したり、窓を密閉したり、ソーラー パネルを設置したりするときは、- 金属シリコンに触れたことになります。
