冶金グレードの黒色炭化ケイ素は、2200℃以上の電気抵抗炉で製造される合成材料です。主な原料は高品質の珪砂（SiO₂）と石油コークス（C）です。 黒色または濃紺色で金属光沢を呈し、純度（通常98.5%程度）が低いのが特徴で 、同等のグリーン炭化ケイ素（純度が高く、99%超のSiCを含み、精密研削や半導体製造に使用されます）よりも純度が低くなっています。
主な特性
冶金およびその他の産業に欠かせない特性は次のとおりです。
高温強度: 非常に高い温度でも構造と強度を維持します。
優れた熱力学的特性:
強い還元性: 高温では炭素とケイ素が容易に放出され、酸素やその他の元素と反応します。
発熱反応: 酸化反応により多くの熱が放出されます。
高い熱伝導性： 効率的に熱を伝達します。
優れた研磨性: グリーン SiC ほど硬くはありませんが、ほとんどの金属や多くの鉱物よりも硬いです。
化学的不活性: 酸、スラグ、溶融金属による攻撃に耐えます。
主な用途と機能
冶金グレードの SiC の用途は、強力な高温還元剤、合金化剤、省エネ添加剤としての役割にほぼ限定されています 。
1. 製鋼（最大の用途）
電気アーク炉（EAF）、取鍋炉、鋳造所では、多機能添加剤として使用されます。
脱酸剤： 従来のフェロシリコンよりも効率的な脱酸剤です。シリコンと炭素の含有量が溶鋼から酸素を積極的に除去し、鋼の清浄度と機械的特性を向上させます。
反応：
SiC + O₂ → SiO₂ + CO
再炭化剤: 鋼の最終的な炭素含有量を希望の仕様に調整するための優れた炭素源です。
省エネ剤（加熱剤）： SiCの酸化は非常に発熱性が高いため、炉や取鍋に添加することで溶融金属の温度を上昇させ、必要な電気エネルギーの投入量を削減し、出銑時間を短縮します。
合金化剤: 溶融物にシリコンと炭素を同時に添加し、化学組成を調整します。
2. 鉄鋳造（鋳物工場）
鋳鉄製造用のキューポラおよび誘導炉の場合：
接種剤／前処理剤： 溶融鉄にSiCを添加すると（「鉄前処理」と呼ばれるプロセス）、黒鉛片または黒鉛塊（ダクタイル鋳鉄の場合）の形成が促進されます。これは以下の効果をもたらします。
チルを防止: 硬くて脆いセメンタイト (炭化鉄) の形成を減らし、機械加工できない「チル」エッジを防止します。
微細構造の改善: より均一で洗練されたグラファイト構造を実現します。
特性の強化: 最終的な鋳鉄製品の引張強度、硬度、熱伝導率を向上させます。
3. フェロアロイの製造
さまざまなフェロアロイの製造に使用されるサブマージアーク炉で還元剤として使用されます。
シリコン金属およびフェロシリコン: これらのプロセスでは、SiC はシリカをシリコンに還元する上で重要な役割を果たす中間生成物です。
その他の合金: シリコンマンガンやその他の複合合金の製造にも使用できます。
4. 耐火物添加剤
主成分ではありませんが、冶金グレードのSiCを粉砕したものは、製鋼炉や取鍋のライニングに使用される MgO-C（マグネシア-カーボン）耐火物やAl₂O₃-SiC-C（アルミナ-シリコンカーバイド-カーボン） 耐火物によく添加されます。その利点は以下のとおりです。
スラグ耐性の向上: 耐火物の腐食性スラグに対する耐性が向上します。
強化された耐熱衝撃性: レンガが割れることなく急激な温度変化に耐えられるようになります。
高温強度が向上。
5. その他のアプリケーション
研磨材： 極めて高い純度を必要としない結合研削工具（研削ホイールなど）やコーティング研磨材の製造に使用されます。また、ブラスト洗浄やラッピングにも使用されます。
非鉄冶金: 特定の非鉄金属の製錬における還元剤として使用されます。