Un material, dues formes físiques
El silici metàl·lic i la pols de silici metàl·lic no són dos aliatges diferents. Són el mateix producte fos, distingit per la mida de les partícules i les conseqüències de manipulació que se'n deriven. El silici metàl·lic a granel es subministra com a lingots, terròs o grànuls fins a uns quants mil·límetres. La pols de silici metàl·lic és el mateix material mòlt, fresat o classificat en un tall fi, convencionalment qualsevol cosa per sota d'aproximadament 1 mm, i sovint molt més fi quan s'especifica una mida de malla.
Com que la química no canvia, la distinció útil no és química sinó física: àrea superficial per unitat de massa, comportament del flux, tendència a l'oxidació durant l'emmagatzematge i la forma en què el material es dosifica en un procés aigües avall.
Ruta de producció i on divergeixen els dos corrents
Ambdues formes comencen amb quarsita reduïda per carboni en un forn d'arc submergit a aproximadament 1800-2000 C. El silici extret és fos, refredat i triturat. En aquest punt el torrent es divideix. El material destinat com a producte a granel es criba en trossos o talls granulars i s'envasa. El material destinat com a pols es fa passar per la trituració de mandíbules, després la mòlta de rodets o boles i, finalment, la classificació de l'aire o el tamisat de manera que es compleixi la distribució de la mida de partícula declarada.
L'etapa de mòlta afegeix dues realitats comercials. En primer lloc, el cost d'energia i desgast per tona augmenta bruscament a mesura que disminueix la mida de l'objectiu, de manera que els talls fins comporten una prima de conversió genuïna. En segon lloc, el fresat augmenta la superfície i, amb això, l'exposició del metall a l'aire i la humitat, és per això que les especificacions de pols solen incloure un requisit d'embalatge i -vida útil que les especificacions de grumolls no inclouen.
Comportament físic i manipulació
| Atribut | Silici metàl·lic (a granel) | Silici metàl·lic en pols |
|---|---|---|
| Forma típica | Lingot, terròs 10-100 mm, grànuls 3-10 mm | Per sota d'1 mm, subministrat com a talls-de malla |
| Densitat aparent | Alt,{0}}que flueix com a peces discretes | Baixa tendència a compactació i pols |
| Superfície | Baix en relació amb la massa | Risc elevat d'oxidació i d'absorció d'humitat- |
| Dosificació | Carregat pel pes, sovint amb una grua o cinturó | S'alimenta per pèrdues-en-alimentador de pes, injecció o purín |
| Embalatge | Bosses jumbo d'una-tona, folrades si cal | Bosses folrades de 25 kg o bidons segellats, barrera d'humitat |
| Necessitat de cribratge | Subsidio de mida excessiva i inferior | Distribució de la mida de partícules i tall superior |
La qüestió de l'oxidació sovint s'exagera en termes generals i subestimada en termes específics. El grumoll compacte forma una fina pel·lícula d'òxid de superfície que és en gran part inofensiva per a la següent fusió. La pols fina té prou superfície per reaccionar de manera mesurable sota emmagatzematge humit, de manera que el control rellevant no és la química del lot sinó el segellat i l'edat del paquet a l'arribada.
Aplicacions i elecció d'especificacions
El silici a granel és l'opció predeterminada per als processos que carreguen metall sòlid: desoxidació i aliatge en acer i ferro colat, aliatge d'alumini on és convenient un terròs de dissolució i l'alimentació per a una posterior fosa. El grau escollit segueix el GB/T 2881, amb Si553 i Si441 que cobreixen el servei metal·lúrgic general i els graus inferiors de ferro Si3303, Si2202 i Si1101 seleccionats quan la química aigües avall és sensible al ferro, alumini o calci.
La pols serveix processos on predominen la dispersió, la velocitat de reacció o el control de la formulació. Aquests inclouen mescles refractàries i ceràmiques, barreges de metal·lúrgia en pols, formulacions de consumibles de soldadura i rutes químiques on la velocitat de dissolució estableix el temps de cicle. En aquests casos, l'especificació de compra passa d'una finestra de mida de gruix a una distribució de mida de partícules amb un tall superior definit, més límits d'humitat i de fracció de fines que el procés no pot tolerar.
Un error d'especificació sol aparèixer d'una d'aquestes dues maneres: una pols especificada on el procés volia grumoll, produint un excés de pols i pèrdues d'oxidació, o un grumo especificat on el procés necessitava dispersió, produint una dissolució lenta i incompleta. Coincidir la forma amb l'equip d'alimentació és més important que fer-la coincidir amb la taula de qualificació.
Preguntes freqüents
Q:La pols de silici metàl·lic és químicament diferent del terròs de silici metàl·lic?
R: No. La química és del mateix grau de silici fos. La diferència és la distribució de la mida de les partícules i els requisits de manipulació i emmagatzematge que segueixen.
Q:Quina mida de partícula compta com a pols de silici metàl·lic?
R: La pràctica comercial tracta el material per sota d'aproximadament 1 mm com a pols, amb talls comercials definits després per malla o per una distribució declarada de la mida de partícules amb un tall superior.
Q:Per què la pols de silici costa més per tona que el terròs?
R: El fresat i la classificació consumeixen energia i generen desgast i pèrdues de rendiment, i els talls fins sovint requereixen embalatges amb folre-barrera d'humitat. La prima reflecteix el cost de conversió, no un contingut de silici més elevat.
Q:La pols s'oxida en l'emmagatzematge?
R: La pols fina té una gran superfície i recollirà oxigen i humitat en condicions humides. Els controls pràctics són els envasos segellats, un magatzem sec i la rotació-primer-primer-en sortir.
Q:Es pot triturar el terròs in situ en lloc de comprar pols?
R: Es pot fer quan hi hagi un molí i una classificació adequats, però la trituració incontrolada proporciona una distribució de mida inestable i una alta fracció de fines, que sol ser pitjor que comprar un tall classificat.
Q:Quin grau s'utilitza per a l'aliatge d'alumini?
R: Els graus metal·lúrgics generals són habituals per a l'aliatge, mentre que els graus-de ferro inferiors, com ara Si3303 i inferiors, s'escullen on s'ha de minimitzar el transport-de ferro a l'aliatge.
