Requisitos de especificação para silício metálico de grau metalúrgico

1. Classificação do núcleo e padrão nacional atual para silício metálico de grau metalúrgico

Ao avaliar o silício metálico de grau metalúrgico, o número do grau em uma folha de cotação nunca é suficiente. Depois que o material entra na aquisição, inspeção e carregamento do forno, os verdadeiros pontos de controle são o padrão de execução, a composição química, o tamanho das partículas, a aparência e a estabilidade do lote.

O atual padrão nacional para silício industrial éSilício industrial GB/T 2881-2023. Este padrão coloca os graus, a composição química, as regras de inspeção, as marcas de embalagem e os certificados de qualidade do silício industrial sob uma estrutura técnica unificada. Ao adquirir classes regulares como 553, 441, 421 e 3303, o padrão de execução no contrato deve ser escrito de forma clara. Caso contrário, uma vez que o Fe, Al ou Ca se desvie, o conteúdo do pó exceda a tolerância ou o tamanho das partículas não corresponda à especificação acordada, a responsabilização torna-se difícil.

A lógica por trás dos números das notas é direta. Por exemplo,553 silício metálicogeralmente significa Fe menor ou igual a 0,5%, Al menor ou igual a 0,5% e Ca menor ou igual a 0,3%;441 silício metálicogeralmente significa Fe menor ou igual a 0,4%, Al menor ou igual a 0,4% e Ca menor ou igual a 0,1%. Esses três números não são rótulos de marketing. São as condições de contorno básicas que determinam se o material pode funcionar de forma constante no forno e se o produto final desenvolverá problemas de qualidade.

No comércio real, 553 tem o maior volume de consumo e a maior sensibilidade aos preços. O grau 441 é mais limpo que o 553, especialmente com muito menor teor de cálcio, tornando-o mais adequado para fábricas de ligas de alumínio que exigem melhor limpeza do fundido, fluidez e qualidade de fundição. Durante a aquisição, não pergunte apenas: "Qual é o preço por tonelada métrica para 553?" É mais importante solicitar os valores reais testados de Fe, Al e Ca do lote atual, se o material foi peneirado e se o teor de pó pode ser controlado.

2. Requisitos de composição química: limites estritos de ferro, alumínio e cálcio

Ferro, alumínio e cálcio podem parecer pequenos números decimais no papel. No forno de liga de alumínio, eles se tornam questões diretas de fluidez, consumo de escória, inclusões, estrutura de grãos e risco de fratura.

O Fe é a impureza mais facilmente subestimada. Um nível de ferro um pouco mais alto ainda pode parecer estar dentro da faixa de um certificado, mas após a solidificação da liga de alumínio-silício, a morfologia das fases contendo ferro-pode se tornar problemática. Especialmente em aquecimentos com uma alta proporção de sucata de retorno, tempo de refino curto ou taxa de resfriamento insuficiente, fases de rolamento-como ferro-de agulha podem cortar a matriz. O alongamento dos perfis extrudados diminui rapidamente, e áreas de-paredes finas de peças fundidas sob pressão-tornam-se mais propensas a rachaduras quebradiças. Os operadores de fornos geralmente não gostam de lotes de silício com valores de Fe instáveis. Isso não é ser exigente; essa é a experiência obtida com fracassos anteriores.

A influência de Al é mais como perturbar a receita. As fábricas de alumínio adicionam silício metálico para ajustar o teor de Si à faixa alvo. Se o teor de Al no silício metálico flutuar visivelmente, a dosagem do lado do forno deverá ser ajustada de acordo. Um ajuste é administrável. Se várias baterias seguidas necessitarem de correção, o ritmo de produção torna-se instável. Para ligas comuns como A356 e ADC12, uma vez que o equilíbrio entre Si, Fe, Mg e Mn é perturbado, depender de um refino posterior para compensar aumenta tanto o custo quanto o risco.

Ca é mais um problema-baseado em experiência. Pedaços de silício com alto teor de cálcio geralmente produzem uma fase de escória mais pegajosa após o carregamento, e a superfície do forno não é limpa tão facilmente. Os operadores podem sentir isso durante a remoção da escória. Mesmo após o refino, pequenas inclusões podem permanecer nas peças fundidas. Para carregamento normal, uma tolerância mais ampla de Ca ainda pode ser aceitável. Para alumínio-fundido sob pressão, rodas, peças-de paredes finas ou produtos sensíveis a furos, o Ca não deve ser adquirido perto do limite superior.

Portanto, a diferença entre 553 e 441 não é apenas “uma nota superior”. A classe 553 é adequada para-aplicações de custo inicial com uma janela de impureza mais ampla. O grau 441 custa mais, mas em algumas fábricas de ligas de alumínio, a vantagem de limpeza do fundido trazida pelo baixo teor de cálcio pode compensar diretamente a diferença de preço.

3. Especificações físicas e requisitos de tamanho de partícula

O tamanho das partículas não é um problema menor para o silício metálico. A composição química pode ser qualificada, mas se o tamanho do caroço for irregular e o teor de pó for alto, o material ainda será difícil de utilizar no forno.

As duas especificações de tamanho de partícula mais comuns para silício metálico de grau metalúrgico no comércio são10mm-50mmeProtuberâncias naturais de 10 mm a 100 mm. O tamanho de 10 mm a 50 mm é mais adequado para sistemas de alimentação automática ou plantas que exigem fusão mais rápida. O tamanho do caroço é mais uniforme e a reação do forno é mais estável. A especificação de granulado natural de 10 mm a 100 mm é mais comum e adequada para fábricas de alumínio comuns e carga metalúrgica a granel, desde que a peneira esteja limpa e que não haja muito material de tamanho menor misturado.

O conteúdo de pó é geralmente controlado dentro5%. Esta cláusula deve estar escrita no contrato e não pode depender apenas de promessas verbais. Quanto mais pó fino houver, maior será a área da superfície oxidada e mais fácil será para o material absorver a umidade. Após o carregamento, o pó fino oxida primeiro e flutua primeiro na escória, reduzindo a taxa efetiva de recuperação de silício. O lado da compra pode parecer economizar dezenas de dólares por tonelada métrica, mas o lado da fundição pode pagar mais em perda de escória, consumo de energia e correção do forno.

O tamanho irregular das partículas também causa a segregação da composição dentro do forno. O material fino já derreteu, enquanto os pedaços grandes ainda não estão totalmente dissolvidos. Quando a agitação do forno é insuficiente, os valores de Si podem variar dependendo do ponto de amostragem. O lote mais problemático não é o material completamente desqualificado, mas o material que “parece qualificado no relatório de teste, mas apresenta desempenho instável em uso”. Esse tipo de lote retarda a produção e muitas vezes gera disputas entre a equipe de compras e a fábrica.

4. Qualidade de aparência e padrões de aceitação comercial

O silício metálico de grau metalúrgico qualificado deve parecer limpo, seco e claramente-formado à primeira vista. Não deve ser misturado com terra, escória, lascas de madeira, fragmentos de sacos de tecido, arame de ferro, detritos refratários ou outros materiais estranhos. Pedaços de silício e pedaços de escória às vezes têm cores semelhantes, especialmente dentro de sacos gigantes. Sem virar e verificar cuidadosamente, eles são fáceis de perder. Uma vez que a escória excessiva é descoberta somente após o carregamento, geralmente já é tarde demais.

A superfície de fratura é importante durante a inspeção. Bons pedaços de silício, uma vez quebrados, apresentam um brilho metálico claro. A cor geralmente varia do cinza prateado- ao cinza escuro, e a superfície do cristal é relativamente distinta. Se a superfície da fratura parecer terrosa, opaca ou sem textura cristalina, isso geralmente indica condições instáveis ​​do forno, inclusão excessiva de escória ou oxidação intensa. Uma leve oxidação superficial não afeta necessariamente o uso, mas grandes áreas de oxidação branca, contaminação amarelada, pó pegajoso ou aglomeração úmida não devem ser aceitas diretamente como grumos padrão normais.

A embalagem geralmente usaSacos enormes de 1MT ou 1,25MT. Para cargas de exportação, a proteção contra umidade é especialmente importante. Os sacos Jumbo não devem ser armazenados ao ar livre por muito tempo. Antes do carregamento do contêiner, o fundo do saco deve ser verificado quanto à umidade e o contêiner deve ser inspecionado quanto à limpeza, odor, água parada, ferrugem e pó residual. Durante remessas-na estação chuvosa, fotos de carregamento, números de lote, marcas de sacolas, números de selos e registros-de amostragem de terceiros devem ser mantidos. O silício metálico não é uma carga delicada, mas quando fica úmido, pulverizado ou contaminado com escória, o custo de manuseio no destino pode ser muito alto.

A aceitação comercial deve focar nos detalhes: a composição química depende dos resultados dos testes em lote; o tamanho das partículas depende da triagem e amostragem; o teor de pó depende da tolerância do contrato; a embalagem depende do peso do saco jumbo e das marcas do saco; os documentos de qualidade dependem do número do lote do forno, da origem, da data da inspeção e do certificado-de terceiros. Para compradores B2B, o valor de uma cadeia de fornecimento estável muitas vezes não é comprovado pela primeira remessa, mas pela possibilidade de a terceira e a quinta remessas ainda conseguirem manter as mesmas especificações.