441 Silicijum Metal: Razumijevanje veze između procesa topljenja i distribucije veličine grudvica

U nabavci441 silicijum metal, osoblje za nabavku često se fokusira isključivo na hemijske specifikacije (Fe manji ili jednak 0,4%, Al manji ili jednak 0,4%, Ca manji ili jednak 0,1%), zanemarujući jednako važan parametar: distribuciju veličine. Za inženjere metalurgije, veličina vreće silikonskog metala nije samo stvar pogodnosti za transport i hranjenje, već i direktan odraz stabilnosti procesa topljenja uzvodno. Previše-zdrobljeni prah znači povećan gubitak pri topljenju, dok prevelike grudice mogu uzrokovati kašnjenje topljenja u indukcijskoj peći.

Silicijum metal 441 pripada silicijumu metalurškog kvaliteta, a njegov osnovni proizvodni proces je karbotermalna redukcija. Cijeli proces se završava u velikoj peći s potopljenim lukom. Za razred Si441 potreban je sadržaj kalcijuma manji ili jednak 0,1%, daleko niži od 0,3%metalni silicijum 553. To znači da je tokom procesa topljenja potrebno strože prečišćavanje punjenja peći ili dodatni tretmani rafiniranja. Mnogi-kvalitetni silicijum441 prolaze kroz proces donjeg{4}}rafiniranja tokom proizvodnje. To uključuje uduvavanje mješavine kisika i zraka u rastopljeni silicijum kroz propusne cigle, korištenjem miješanja mjehurića kako bi se ubrzala reakcija i uklonile nečistoće kao što su aluminij i kalcij. Ovaj proces direktno utiče na morfologiju kristala i gustinu rezultirajućeg silicijumskog ingota.

Lijevanje i hlađenje

Nakon što tečni silicijum izađe iz peći, lijeva se u silicijumske ingote. Brzina hlađenja je ključna u određivanju početne veličine zrna ingota:

Sporo hlađenje:

Obično se koristi tlačno livenje. Silicijumski ingot se polako hladi u kalupu, formirajući grubu stubastu kristalnu strukturu. Ova struktura ima malo unutrašnje naprezanje, ali tokom naknadnog drobljenja, pukotine se lako šire duž granica zrna, stvarajući relativno pravilne velike komade sa manje praha.

Brzo hlađenje:

Neki kontinuirani proizvodni procesi ili hlađenje tankih ingota mogu dovesti do formiranja fino-zrnate strukture. Silicijum{2}}sitnog zrna je tvrđi i krhkiji, što ga čini sklonijim stvaranju nepravilnih fragmenata i finog praha tokom mehaničkog drobljenja.

Mechanical Crushing

Silikonski ingoti moraju biti zdrobljeni i prosijani kako bi se postigla veličina koju zahtijeva kupac, kao što je 10-50 mm ili 10-100 mm.

Vezano za proces{0}}:

Originalna kristalna struktura, određena postupkom topljenja, direktno određuje lakoću drobljenja i prinos praha.

Ako je temperatura topljenja neravnomjerno kontrolisana ili je rafinacija pre-kontrolisana, unutar silicijumskog ingota mogu postojati mikro-pukotine ili segregacija nečistoća. Tokom drobljenja čeljusti, ovo olakšava prekomjerno-zgnječenje, stvarajući veliki broj malih komada i praha manjeg od 10 mm.

Visok-kvalitetni, dobro-kristalizirani 441 silicijumski ingot proizvodi više komada ciljne veličine (npr. 20-80 mm) tokom drobljenja, sa koncentrisanom distribucijom veličine čestica.

Distribucija po veličini

Stabilan dobavljač silicijum metala 441 treba da ima normalnu i koncentrisanu distribuciju veličine čestica. Ako se ekstremna situacija dogodi u grupi:

Too many oversized pieces (>100 mm):

Ovo može ukazivati ​​na predugo vrijeme hlađenja nakon izlaska iz peći ili neadekvatnu kontrolu kvaliteta u procesu drobljenja i prosijavanja.

Višak pudera (<5mm): This may indicate:

Slaba kristalnost i labava tekstura samog silicijumskog ingota (problemi sa sirovinama ili topljenjem).

Previše oštar proces drobljenja, generisanje prekomernog otpada, pri čemu dobavljač meša prah kako bi povećao težinu.

Spali{0}}i prinesi

U topljenju legure aluminijuma (npr. u peći srednje -frekvencije), specifična površina metala silicijuma određuje gubitak oksidacije.

fini prah (<3mm):

Velika specifična površina, lako se oksidira odmah nakon dodavanja rastopljenom aluminijumu, formirajući trosku i smanjujući prinos silicijuma. Procjene industrije sugeriraju da za svakih 5% povećanja sadržaja finog praha, stopa izgaranja-silikona može porasti za 1-2%.

Ciljana veličina čestica (10-50 mm):

Optimalna ravnoteža između brzine rastvaranja i minimalnog gubitka oksidacije. Čestice mogu brzo potonuti u rastopljeni aluminij kako bi se rastopile, smanjujući kontakt sa zrakom.

Efikasnost topljenja

Excessively large size (>100 mm):

U tradicionalnim pećima srednje{0}}će frekvencije, ovo produžava vrijeme topljenja, povećava potrošnju energije i može čak uzrokovati blokadu na otvoru peći, što utiče na efikasnost napajanja.

Preciznost kontrole kompozicije

Za proizvodnju precizne legure, u idealnom slučaju, količina dodanog silicijuma može se precizno izračunati za svaki dodani komad silicija. Ako je distribucija veličine izuzetno neravnomjerna (u rasponu od praha do velikih grudica), količina silicija koji se dodaje svaki put će jako varirati, utječući na konzistenciju sastava legure.

Za 441 silicijum metal, čistoća je identifikator, dok je veličina jezik procesa. Odgovoran dobavljač ne samo da može pružiti kvalificirani izvještaj o spektralnoj analizi, već i pokazati svoje sposobnosti kontrole procesa kroz cijeli proces, od topljenja u potopljenoj lučnoj peći do drobljenja i prosijavanja, kroz stabilnu i koncentrisanu distribuciju veličine.