Як виготовляється металевий кремній? Від кварцу до металургійного-кремнію
Залишити повідомлення
Що таке металевий кремній?
Металевий кремній, також званий металургійним -кремнієм (MG-Si) або промисловим кремнієм, є напів-металевим елементом із вмістом кремнію приблизно 98-99,7%. Це основний матеріал для алюмінієвих-кремнієвих сплавів, силіконових полімерів, кремнію електронного класу та фотоелектричного полікремнію. На відміну від феросиліцію, який містить залізо, металевий кремній по суті є чистим елементарним кремнієм із слідовими домішками.
Сировина та підготовка
Виробництво починається з високо{0}}чистого кварцу або кварциту з дуже низьким вмістом заліза, алюмінію та кальцію. Вуглецевий відновник — це суміш нафтового коксу, деревного вугілля та вугілля, вибраних для забезпечення правильної реакційної здатності та профілю домішок. Кварц промивають, подрібнюють і сортують за розміром, а відновники висушують і змішують. Якість сировини є першим контрольним пунктом: домішки в кормах здебільшого потрапляють у продукт.
Плавка в зануреній електропечі
Змішана шихта безперервно подається в занурену електродугову піч із три-фазними електродами. Піч працює при температурах вище 1800 градусів, і основною реакцією є карботермічне відновлення кремнезему:
SiO2 + 2C=Si + 2CO
Рідкий кремній збирається на дні печі та періодично випускається, тоді як окис вуглецю спалюється або відновлюється. Енергоспоживання є домінуючими експлуатаційними витратами, як правило, в діапазоні 11 000-13 000 кВт-год на тонну кремнію залежно від ефективності печі та сировини.
Рафінування, лиття та калібрування
Нанесений кремній містить розчинений алюміній, кальцій і залізо. Рафінування здійснюється кисневим або повітряним промиванням з добавками флюсу, які окислюють алюміній і кальцій в шлак, який можна видалити; Залізо контролюється в основному шляхом відбору сировини. Рафінований метал відливають у злитки або безперервні сляби, охолоджують, подрібнюють і просівають на шматки розміром 10-100 мм, гранули або порошок. Магнітна сепарація видаляє металеве залізо з дробильного обладнання.
Система оцінок і специфікації
| Оцінка | Fe макс | Al макс | Ca макс | Si хв |
| 553 | 0.5% | 0.5% | 0.3% | 98.5% |
| 441 | 0.4% | 0.4% | 0.1% | 99.0% |
| 3303 | 0.3% | 0.3% | 0.03% | 99.3% |
| 2202 | 0.2% | 0.2% | 0.02% | 99.5% |
Аплікації різних сортів
Клас 553: загальне легування алюмінію та силіконова сировина.
Марка 441: литі сплави з жорсткішими межами заліза та хімічними процесами.
Сорти 3303 і 2202: високо{2}}алюміній і хімічне застосування, а також покращення сировини для фотоелектричної чистоти.
Як контролюється якість на фабриці
Виробничий завод контролює якість на трьох етапах: аналіз вхідної сировини, параметри роботи печі (споживана потужність, баланс подачі, графік випуску) і аналіз кінцевої продукції за допомогою XRF або вологої хімії на кожній партії. Сертифікати аналізу повідомляють про вміст кремнію, заліза, алюмінію, кальцію та додаткових елементів, таких як фосфор і бор, якщо це необхідно. Покупці повинні запросити аналіз партії, визначити правила відбору проб і перевірити розподіл частинок за розміром після прибуття.
FAQ
1. Чим відрізняється металевий кремній від феросиліцію?
Феросиліцій – це залізо-кремнієвий сплав (зазвичай 15-90% кремнію із залізом як залишок), який використовується головним чином для розкислення сталі та модифікації чавуну з шаровидним шаром. Металевий кремній є майже чистим кремнієм і використовується там, де не можна вводити залізо, наприклад, алюмінієві сплави та силікони.
2. Чому виробництво металевого кремнію таке-енергоємне?
Для карботермічного відновлення кварцу потрібна температура вище 1800 градусів, що підтримується електрикою. Велика частина енергії витрачається на саму реакцію відновлення та на тепловтрати печі, тому вартість електроенергії значною мірою визначає конкурентоспроможність регіонів виробництва.
3. Чи можу я використовувати клас 553 для хімічних -застосувань?
Для багатьох силіконових процесів підходить 553 або 441. Однак специфікації хімічного-класу також контролюють фосфор і бор, тому підтвердьте повний аналіз у виробника, а не покладайтеся лише на три-цифровий клас.
4. Який розмір частинок я повинен замовити?
Грудки розміром 10-100 мм підходять для пічних присадок на алюмінієвих заводах; гранули 0,2-6 мм підходять для подачі дроту та дозування хімікатів. Підтвердьте ліміт штрафів у контракті, щоб розподіл розмірів відповідав вашому обладнанню.
5. Як перевірити якість поставленої партії?
Порівняйте сертифікат аналізу з договором, перевірте розподіл за розміром за допомогою скринінгу та, якщо необхідно, замовте незалежний аналіз. Зберігайте запечатані збережені зразки з кожної партії для вирішення суперечок.
