To siliciumkvaliteter, to meget forskellige job
Siliciummetal 2202 og ferrosilicium 72 er begge silicium-holdige metallurgiske produkter, der sælges til stålfremstilling, støbning og nedstrømsfremstilling, men de er ikke udskiftelige. Den ene er et raffineret element med høj-renhed, hvor silicium selv er produktet; den anden er en mesterlegering, hvis opgave er at levere silicium og jern sammen til smeltet stål eller jern. At sammenligne dem betyder derfor at sammenligne sammensætning, produktionsrute, partikelstørrelse og anvendelse frem for en enkelt overskriftsprocent.
Det praktiske spørgsmål bag sammenligningen er normalt økonomisk. Ferrosilicium er den billigere-måde at tilføje silicium til en smelte, mens siliciummetal kun er specificeret, hvor det resterende jern, aluminium og calcium, som ferrosilicium bringer med sig, ville være skadeligt for det færdige materiale.
Sammensætning og karakternavngivning
Siliciummetal er betegnet med en fire-cifret kode, hvor hvert par cifre angiver det maksimale indhold af jern, aluminium og calcium i hundrededele af en procent. Kvalitet 2202 betyder derfor jern op til 0,20%, aluminium op til 0,20% og calcium op til 0,02%, hvor silicium udgør resten ved 99,5% eller mere. Kinesisk siliciummetal leveres normalt efter GB/T 2881, som angiver de kemiske krav til de kommercielle kvaliteter og deres størrelsesfraktioner.
Ferrosilicium betegnes ved sit siliciumindhold som et helt tal. Grade 72 indeholder cirka 72% silicium med resten i det væsentlige jern, plus kontrolleret aluminium, calcium, svovl og fosfor. Kinesisk ferrosilicium leveres normalt mod GB/T 2272, som definerer kvalitetsbetegnelserne sammen med deres urenhedsgrænser. Et enkelt siliciumtal er derfor ikke nok til at sammenligne de to produkter: Under den linje afgør urenhedsgrænserne, hvilken nedstrømsproces der accepterer materialet.
Produktionsruter
Siliciummetal 2202 fremstilles ved at reducere kvarts med et kulstofreduktionsmiddel i en lysbueovn og derefter raffinere det smeltede silicium, så jern, aluminium og calcium falder inden for 2202-maksima. Det raffinerede metal støbes til barrer, knuses og sigtes til det ønskede størrelsesområde.
Ferrosilicium 72 fremstilles ved høj-temperaturreduktion af silica med koks og en jernkilde i en nedsænket lysbueovn, der typisk opererer i området 1500-2000 grader, således at silicium og jern legeres inde i ovnen. Legeringen tappes, afkøles, knuses og dimensioneres. Forskellen i rute forklarer det meste af prisforskellen: siliciummetal bærer omkostningerne ved yderligere raffinering for at nå 99,5 % silicium, hvorimod ferrosilicium bevidst holder sit jernindhold.
Specifikationssammenligning
| Parameter | Siliciummetal 2202 | Ferrosilicium 72 |
|---|---|---|
| Siliciumindhold | Minimum 99,5 % | Cirka 72 % |
| Jernindhold | 0,20 % maksimum | Balance, cirka 28 % |
| Aluminium indhold | 0,20 % maksimum | 1,5 % maksimum |
| Calcium indhold | 0,02 % maksimum | 1,0 % maksimum |
| Typisk granulatstørrelse | 10–100 mm, andre størrelser på bestilling | 0–10 mm og 10–60 mm, andre størrelser på bestilling |
| Primær rolle | Siliciumapplikationer med høj-renhed | Deoxidation og legering af stål og jern |
De to produkter er specificeret på forskellig basis, og derfor skal en "synes godt om"-for-lignende sammenligning holde urenhedsrækkerne i syne. For en stålfremstillingssmelte er jernet i ferrosilicium kompatibelt med ladningen; for en aluminiumslegering eller et fotovoltaisk råmateriale er det samme jern en forurening, der skal betales for to gange, én gang ved køb og igen ved fjernelse.
Ansøgninger og udvælgelsesvejledning
Siliciummetal 2202 bruges hvor høj renhed og lav aluminium, calcium og jern er essentielle:
Aluminiumslegeringer:legeringstilsætning til bilkomponenter såsom motorblokke og hjulfælge, hvor stramt kontrollerede urenheder beskytter støbeevnen og mekaniske egenskaber.
Fotovoltaiske og solceller:et grundmateriale til det silicium, der bruges i solceller.
Elektronik:råmateriale til halvledere, siliciumchips og optisk fiber.
Kemisk industri:råmateriale til silikonegummi, silikoneharpiks og silikoneolie.
Ferrosilicon 72 udfører et andet sæt funktioner i jern- og stålmetallurgi:
Stålfremstilling:fungerer som et deoxidationsmiddel, fjerner ilt fra smeltebadet og reducerer oxid--relaterede defekter.
Casting:fungerer som et podemiddel og som et sfæroidiseringsmiddel i jernstøbegods, der kontrollerer grafitform og -fordeling.
Ferrolegeringsproduktion:fungerer som et reduktionsmiddel ved fremstillingen af-kulstoffattige ferrolegeringer.
Stålforbedring:øger styrke, hårdhed og oxidationsbestandighed i kulstof og rustfrit stål.
Udvælgelse følger direkte af disse roller. Vælg ferrosilicium 72, når silicium er et input til stål- eller jernkemi, og prisen pr. enhed silicium styrer beslutningen. Vælg siliciummetal 2202, når smelten eller slutproduktet ikke kan tåle aluminium, calcium og jern, der følger med ferrosilicium, som i aluminiumlegering, råmateriale af solenergi-kvalitet og elektroniske materialer.
Fordi begge produkter sælges efter kemisk sammensætning og efter partikelstørrelse, kombinerer forsendelsesverifikation normalt en kemisk analyse af hver varme med et størrelsesscreeningstjek, og emballagen er designet til at holde materialet tørt: vandtætte vævede poser på 10 kg eller 25 kg inde i 1 MT bulkposer, med andre konfigurationer fremstillet efter aftalte krav.
FAQ
Q: Kan ferrosilicium 72 bruges i stedet for siliciummetal 2202?
Generelt nej. Ferrosilicium bringer omkring 28 % jern plus højere aluminium og calcium, så det kan ikke opfylde urenhedsgrænserne, der definerer kvalitet 2202 eller renhedskravene for solenergi, elektronisk og aluminiumslegeringsapplikationer.
Q: Hvad betyder cifrene i siliciummetalkvalitet 2202?
De er maksimale urenhedsindhold i hundrededele af en procent, i rækkefølgen jern, aluminium og calcium: jern 0,20%, aluminium 0,20% og calcium 0,02%, med silicium 99,5% minimum.
Q: Hvilken kvalitet bruges til at deoxidere stål?
Ferrosilicium, typisk grad 72 eller 75, er standard deoxidationstilsætning. Siliciummetal bruges i stedet kun, når det resterende jern og aluminium, det erstatter, ville være acceptabelt for smelten.
Q: Hvorfor indeholder ferrosilicium så meget jern?
Jernet er ikke en urenhed, der skal minimeres; det sænker legeringens smeltepunkt i forhold til rent silicium og er fuldt kompatibelt med en stål- eller jernsmelte, så legeringen opløses let og leverer silicium effektivt.
Q: Er størrelsesfraktionerne af de to produkter udskiftelige?
Nej. Siliciummetal leveres normalt i grove 10-100 mm klumper til smeltning eller knusning, hvorimod ferrosilicium normalt leveres finere, ofte 0-10 mm, så det hurtigt spredes i badet eller i en støbepodemiddelstrøm.
Q: Hvordan verificeres kvaliteten af en forsendelse?
Ved kemisk analyse af hver varme for silicium, jern, aluminium, calcium, svovl og fosfor efter behov, understøttet af størrelsesscreening og af emballage, der holder materialet tørt under transport og opbevaring.
