441 Silicon Metal: Pochopenie prepojenia medzi procesom tavenia a distribúciou veľkosti hrudiek

Pri obstarávaní o441 kremíkový kovnákupný personál sa často zameriava výlučne na chemické špecifikácie (Fe menšie alebo rovné 0,4 %, Al menšie alebo rovné 0,4 %, Ca menšie alebo rovné 0,1 %), pričom zanedbáva rovnako dôležitý parameter: distribúciu veľkosti. Pre hutníckych inžinierov nie je veľkosť vreca kremíkového kovu len otázkou pohodlia pri preprave a podávaní, ale aj priamym odrazom stability taviacich procesov proti prúdu. Príliš{5}}rozdrvený prášok znamená zvýšené straty pri tavení, zatiaľ čo príliš veľké hrudky môžu spôsobiť oneskorenie tavenia v indukčnej peci.

Kremíkový kov 441 patrí do metalurgického kremíka a jeho hlavným výrobným procesom je karbotermálna redukčná metóda. Celý proces je ukončený vo veľkej peci s ponorným oblúkom. Typ Si441 vyžaduje obsah vápnika menší alebo rovný 0,1 %, oveľa nižší ako 0,3 %kremíkový kov 553. To znamená, že počas procesu tavenia je potrebné prísnejšie čistenie vsádzky do pece alebo dodatočné rafinačné úpravy. Mnohé-kvalitné silicon441 prechádzajú procesom rafinácie spodným-fúkaním počas výroby. To zahŕňa fúkanie zmesi kyslíka a vzduchu do roztaveného kremíka cez priepustné tehly, pričom sa používa bublinkové miešanie na urýchlenie reakcie a odstránenie nečistôt, ako je hliník a vápnik. Tento proces priamo ovplyvňuje kryštálovú morfológiu a hustotu výsledného kremíkového ingotu.

Odlievanie a chladenie

Po výstupe tekutého kremíka z pece sa tento odlieva do kremíkových ingotov. Rýchlosť chladenia je rozhodujúca pri určovaní počiatočnej veľkosti zŕn ingotu:

Pomalé chladenie:

Typicky sa používa tlakové liatie. Kremíkový ingot sa vo forme pomaly ochladzuje a vytvára hrubú stĺpcovú kryštálovú štruktúru. Táto štruktúra má nízke vnútorné napätie, ale počas následného drvenia sa trhliny ľahko šíria pozdĺž hraníc zŕn, čím vznikajú relatívne pravidelné veľké kusy s menším množstvom prášku.

Rýchle chladenie:

Niektoré nepretržité výrobné procesy alebo chladenie tenkých ingotov môžu viesť k vytvoreniu jemnozrnnej-štruktúry. Jemnozrnný{2}}kremík je tvrdší a krehkejší, vďaka čomu je náchylnejší na vytváranie nepravidelných úlomkov a jemného prášku počas mechanického drvenia.

Mechanické drvenie

Silikónové ingoty sa musia rozdrviť a preosiať, aby sa dosiahla veľkosť požadovaná zákazníkom, napríklad 10-50 mm alebo 10-100 mm.

Súvisiace-s procesom:

Pôvodná kryštálová štruktúra, určená procesom tavenia, priamo určuje jednoduchosť drvenia a výťažnosť prášku.

Ak je teplota tavenia nerovnomerne riadená alebo rafinácia je príliš{0}}kontrolovaná, vo vnútri kremíkového ingotu môžu existovať mikro-trhliny alebo segregácia nečistôt. Počas drvenia čeľustí to uľahčuje pre-drvenie, čím vzniká veľké množstvo malých kúskov a prášku menších ako 10 mm.

Vysoko{0}}kvalitné, dobre{1}}kryštalizované kremíkové ingoty 441 produkujú viac kusov cieľovej veľkosti (napr. 20 – 80 mm) počas drvenia s koncentrovanou distribúciou veľkosti častíc.

Distribúcia veľkosti

Stabilný dodávateľ kremíkového kovu 441 by mal mať normálnu a koncentrovanú distribúciu veľkosti častíc. Ak sa v dávke vyskytne extrémna situácia:

Too many oversized pieces (>100 mm):

To môže naznačovať príliš dlhý čas chladenia po výstupe z pece alebo nedostatočnú kontrolu kvality v procese drvenia a triedenia.

Nadmerný prášok (<5mm): This may indicate:

Slabá kryštalinita a voľná štruktúra samotného kremíkového ingotu (problémy so surovinou alebo tavením).

Príliš tvrdý proces drvenia, ktorý vytvára nadmerný odpad, pričom dodávateľ primiešava prášok na zvýšenie hmotnosti.

Vyhorieť-a výnos

Pri tavení hliníkovej zliatiny (napr. v stredno{2}}frekvenčnej peci) určuje oxidačnú stratu špecifický povrch kremíkového kovu.

Jemný prášok (<3mm):

Veľký špecifický povrch, ľahko oxiduje okamžite po pridaní do roztaveného hliníka, vytvára trosku a znižuje výťažok kremíka. Priemyselné odhady naznačujú, že s každým zvýšením obsahu jemného prášku o 5 % sa rýchlosť horenia kremíka- môže zvýšiť o 1 – 2 %.

Cieľová veľkosť častíc (10-50 mm):

Optimálna rovnováha medzi rýchlosťou rozpúšťania a minimálnou stratou oxidácie. Častice môžu rýchlo klesnúť do roztaveného hliníka, aby sa roztavili, čím sa zníži kontakt so vzduchom.

Účinnosť tavenia

Excessively large size (>100 mm):

V tradičných strednofrekvenčných peciach- to predlžuje čas tavenia, zvyšuje spotrebu energie a môže dokonca spôsobiť upchatie otvoru pece, čo má vplyv na účinnosť podávania.

Presnosť kontroly zloženia

Pre výrobu presnej zliatiny je v ideálnom prípade možné množstvo pridaného kremíka presne vypočítať pre každý pridaný kus kremíka. Ak je distribúcia veľkosti extrémne nerovnomerná (v rozsahu od prášku po veľké hrudky), množstvo pridaného kremíka bude zakaždým značne kolísať, čo ovplyvní konzistenciu zloženia zliatiny.

Pre kremíkový kov 441 je čistota identifikátorom, zatiaľ čo veľkosť je jazykom procesu. Zodpovedný dodávateľ môže nielen poskytnúť kvalifikovanú správu o spektrálnej analýze, ale tiež preukázať svoje schopnosti riadenia procesu počas celého procesu, od tavenia v ponornej oblúkovej peci až po drvenie a preosievanie, prostredníctvom stabilnej a koncentrovanej distribúcie veľkosti.