Què són les boles de silicona?
Les boles de silici, també comercialitzades com a briquetes de silici, són un material de càrrega de silici-aglomerat produït compactant fines de silici amb una petita quantitat d'aglutinant i pressionant la barreja en boles o coixins. La matèria primera és la fracció fina que es genera quan es tritura i es criba ferrosilici o silici metàl·lic: material massa fi per carregar-se directament en un forn o cullerada sense perdre's en el corrent de gas. El briquetatge converteix aquesta pols i els fins en un producte dens i de fluix lliure- amb un comportament de dissolució previsible.
Dues famílies dominen el mercat. Les boles fetes de fines de ferrosilici solen portar entre un 65% i un 75% de silici amb ferro com a balança, i s'utilitzen com a portador general de desoxidació i aliatge. Les boles fetes de fines de silici d'alta-puresa són molt més altes en silici amb molt baix carboni i alumini, i es trien on els residus s'han de mantenir tancats. Tots dos es subministren en un rang de mides apantallades, sovint entre 10 mm i 60 mm.
Funció com a desoxidant de fabricació d'acer
El silici té una gran afinitat per l'oxigen, i al cullerot elimina l'oxigen dissolt del bany d'acer:
Si + 2O → SiO2(escòria)
La sílice produïda s'absorbeix a l'escòria i la reacció també augmenta el contingut de silici de la calor, motiu pel qual la desoxidació i l'aliatge s'aconsegueixen en una sola addició. A la pràctica, el silici rarament s'utilitza sol. Afegits al manganès, els productes de desoxidació es combinen en inclusions líquids de silicat de manganès que s'uneixen i suren molt més fàcilment que la sílice sòlida, de manera que s'obté un acer més net al mateix nivell d'oxigen.
Punt d'addició: al cullerot durant el toc, o al forn abans de tocar per a una matança preliminar
Control de l'escòria: una escòria bàsica i fluida absorbeix la sílice i evita la reversió de l'oxigen al bany.
Recuperació: la recuperació de silici depèn de la basicitat de l'escòria, la pràctica de desoxidació i la quantitat ja dissolta al bany.
Efecte sobre les propietats: el silici augmenta la duresa i la resistivitat elèctrica de l'acer i millora la resistència a l'oxidació a temperatura elevada
Per a la majoria de graus estructurals i d'enginyeria, l'objectiu és un nivell de silici controlat d'unes dècimes de per cent, i l'addició es calcula a partir del pes de calor, l'anàlisi del bany i el contingut de silici del grau de bola que es carrega.
Inoculació i control d'estructura en fosa
A les foses de ferro les boles de silici s'utilitzen com a portador de silici i com a part de la pràctica d'inoculació. El silici afavoreix la nucleació de grafit en ferro colat. Una addició tardana de silici feta al corrent d'abocament o a la cavitat del motlle augmenta el nombre de nuclis de grafit, redueix el refredament i amplia la forma de grafit del tipus D-subrefredat a la distribució més uniforme del tipus A-.
Ferro gris: afavoreix la formació de grafit, redueix la profunditat del fred en seccions primes
Ferro dúctil: suporta l'estructura nodular quan s'utilitza juntament amb el tractament nodularitzant
Mecanització: una estructura ben inoculada talla de manera més consistent i redueix el desgast de l'eina
Esvaïment: els efectes de la inoculació disminueixen amb el temps, de manera que l'addició es fa millor el més tard possible abans d'abocar
Com que el material en forma de bola-flueix uniformement a través d'un sistema d'alimentació, és convenient per a l'addició de corrents i per a la dosificació mecànica, i es dissol sense els ponts que poden causar les fines soltes en una tremuja.
Pràctica de cicle d'economia i retorn{0}}
El cas comercial de les boles de silici és senzill: el material està fet a partir de -fines del producte, de manera que el preu per unitat de silici és més baix que el de l'aliatge de silici tamitzat, mentre que el resultat metal·lúrgic és comparable quan es controla la dissolució i la recuperació.
Menor cost unitari del silici mitjançant l'ús de fines en lloc de material gruixut
Es redueixen les pèrdues de pols i manipulació, perquè el producte és dens i apantallat en lloc de friable
Una densitat a granel més gran que les fines soltes significa menys volum d'emmagatzematge i una càrrega més barata per tona de silici
La mida i la química coherents de la bola fan que els càlculs de càrrega siguin repetibles, la qual cosa redueix les-escalades d'anàlisi
Pràctica de càrrega de retorn: afegir les boles a la càrrega de refós redueix la quantitat d'aliatge fresc i més car necessari per calor
S'utilitzen a la càrrega en lloc de només a la cullera, les boles actuen com a font de silici de baix cost-per a la composició base, deixant una addició de retallada més petita i més precisa per a l'especificació final.
Pràctica de manipulació i addició
Mantingueu el material sec i cobert: la humitat en una càrrega afegida al metall líquid és un perill per a la seguretat i també afegeix hidrogen
Seleccioneu l'interval de mida que s'adapti al mètode d'addició, boles gruixudes per a la càrrega del forn, mides més fines per a la retallada de cullerots
Afegiu-hi a sota de la capa d'escòria quan sigui possible, de manera que el silici contacti amb el metall en lloc d'oxidar-se a l'escòria.
Tenir en compte l'equilibri de ferro quan utilitzeu boles de ferrosilici-en graus amb una especificació de ferro estricta
Emmagatzemar en bosses o bosses a granel en un sòl sec, lluny d'àcids o productes químics oxidants
Intervals d'especificacions típiques
La taula ofereix els rangs que es cotitzen normalment per a les dues famílies de boles de silici. Els límits finals són sempre els indicats a la fitxa del proveïdor per a la qualificació específica.
| Paràmetre | Boles de ferrosilici{0} | Boles de silici-metall- |
|---|---|---|
| Si contingut | 65–75% | alta puresa, per sobre del 95% |
| Fe | equilibri de la composició | molt baix |
| Al | generalment limitat a un 2% màxim | baix, estretament controlat |
| C | baix, normalment per sota del 0,2% | baix, normalment per sota del 0,1% |
| S i P | es va mantenir baix, igual o inferior al 0,05% | es va mantenir baix, igual o inferior al 0,03% |
| Mida | 10–60 mm apantallat | Apantallament de 10 a 50 mm |
| Humitat | normalment per sota del 0,5% | normalment per sota del 0,3% |
Quan la calor és sensible al nitrogen o l'hidrogen, el baix contingut de gas de les briquetes denses és un avantatge respecte als substituts porosos o polsosos, però el control de la humitat i l'emmagatzematge en sec segueixen sent els factors decisius.
Preguntes freqüents
P: Les boles de silici són un substitut del ferrosilici?
Per a la desoxidació i l'addició de silici a granel poden substituir una part o la totalitat d'una addició de ferrosilici, sempre que es recalculi el balanç de ferro i la recuperació. Per als graus amb un límit residual ajustat, la química més baixa i més consistent del producte compactat sovint ofereix un millor control.
P: Es poden afegir boles de silici al cullerot en lloc del forn?
Sí. L'addició de cullera durant el toc dóna una resposta ràpida de desoxidació i redueix les pèrdues d'oxidació, mentre que l'addició de forn o càrrega es prefereix quan el silici forma part de la composició base i l'objectiu és tallar l'addició de retall.
P: Les boles de silici provocaran problemes d'escòria?
La sílice produïda per desoxidació ha de ser absorbida per una escòria fluida, adequadament bàsica. Si l'escòria és massa àcida o viscosa, les inclusions riques en sílice-queden a l'acer i la neteja es veu afectada, independentment del suport de silici utilitzat.
P: Les boles es dissolen completament al bany?
Les boles denses i ben compactades es dissolen de manera constant un cop arriben al metall i no són subjectades per una pell d'escòria. Les boles mal unides o molt grans poden flotar i oxidar-se a la superfície, de manera que la classificació de la mida i la posició d'addició són importants.
P: Com s'han d'emmagatzemar les boles de silici abans d'utilitzar-les?
Emmagatzematge sec i cobert sobre un sòl dur, a les bosses originals o a granel. El material de càrrega humida s'ha d'assecar abans d'entrar al forn o cullerada, tant per motius metal·lúrgics com de seguretat.
P: Quina mida de bola de silici s'ha d'utilitzar per afegir un corrent de foneria?
Una fracció filtrada més fina flueix de manera més uniforme a través d'un alimentador i es dissol ràpidament, cosa que s'adapta a la inoculació del corrent. Les gammes més gruixudes s'utilitzen quan el material es carrega a granel al forn o la càrrega de refós.
