Spezifikationsanforderungen für metallurgisches Siliziummetall

1. Kernklassifizierung und aktueller nationaler Standard für metallurgisches Siliziummetall

Bei der Bewertung von Siliziummetall metallurgischer Qualität reicht die Sortennummer auf einem Angebotsblatt nie aus. Sobald das Material in die Beschaffung, Inspektion und Ofenbeschickung gelangt, sind die eigentlichen Kontrollpunkte der Ausführungsstandard, die chemische Zusammensetzung, die Partikelgröße, das Aussehen und die Chargenstabilität.

Der aktuelle nationale Standard für Industriesilizium istGB/T 2881-2023 Industrielles Silizium. Diese Norm stellt die Qualitäten, die chemische Zusammensetzung, die Inspektionsregeln, die Verpackungszeichen und die Qualitätszertifikate von Industriesilizium in einem einheitlichen technischen Rahmen zusammen. Beim Kauf regulärer Qualitäten wie 553, 441, 421 und 3303 muss der Ausführungsstandard im Vertrag klar formuliert werden. Andernfalls wird die Verantwortlichkeit schwierig, wenn Fe, Al oder Ca abweichen, der Pulvergehalt die Toleranz überschreitet oder die Partikelgröße nicht der vereinbarten Spezifikation entspricht.

Die Logik hinter den Notenzahlen ist einfach. Zum Beispiel,553 Siliziummetallbedeutet normalerweise: Fe kleiner oder gleich 0,5 %, Al kleiner oder gleich 0,5 % und Ca kleiner oder gleich 0,3 %;441 SiliziummetallNormalerweise bedeutet Fe weniger als oder gleich 0,4 %, Al weniger als oder gleich 0,4 % und Ca weniger als oder gleich 0,1 %. Bei diesen drei Zahlen handelt es sich nicht um Marketingbezeichnungen. Sie sind die grundlegenden Randbedingungen, die darüber entscheiden, ob das Material am Ofen stabil laufen kann und ob es beim Endprodukt zu Qualitätsproblemen kommt.

Im tatsächlichen Handel weist 553 das größte Verbrauchsvolumen und die höchste Preissensibilität auf. Sorte 441 ist sauberer als 553, insbesondere mit viel weniger Kalzium, wodurch sie besser für Aluminiumlegierungsanlagen geeignet ist, die eine bessere Reinheit der Schmelze, Fließfähigkeit und Gussqualität erfordern. Fragen Sie bei der Beschaffung nicht nur: „Wie hoch ist der Preis pro Tonne für 553?“ Wichtiger ist es, nach den tatsächlich getesteten Fe-, Al- und Ca-Werten der aktuellen Charge zu fragen, ob das Material gesiebt wurde und ob der Pulvergehalt kontrolliert werden kann.

2. Anforderungen an die chemische Zusammensetzung: Strenge Grenzwerte für Eisen, Aluminium und Kalzium

Eisen, Aluminium und Kalzium können auf Papier wie kleine Dezimalzahlen aussehen. Am Aluminiumlegierungsofen werden sie direkt zu Problemen der Fließfähigkeit, des Schlackenverbrauchs, der Einschlüsse, der Kornstruktur und des Bruchrisikos.

Fe ist die am häufigsten zu unterschätzende Verunreinigung. Ein etwas höherer Eisengehalt scheint immer noch innerhalb des auf einem Zertifikat angegebenen Bereichs zu liegen, aber nachdem die Aluminium--Siliziumlegierung erstarrt ist, kann die Morphologie der eisenhaltigen Phasen problematisch werden. Insbesondere bei Schmelzen mit einem hohen Anteil an Rücklaufschrott, kurzer Frischzeit oder unzureichender Abkühlgeschwindigkeit können nadelartige eisenhaltige Phasen die Matrix durchschneiden. Die Dehnung extrudierter Profile nimmt schnell ab und dünnwandige Bereiche von Druckgussteilen sind anfälliger für Sprödrisse. Ofenbetreiber mögen in der Regel keine Siliziumchargen mit instabilen Fe-Werten. Das bedeutet nicht, wählerisch zu sein; Das sind Erfahrungen aus früheren Misserfolgen.

Der Einfluss von Al ähnelt eher einer Störung des Rezepts. Aluminiumwerke fügen Siliziummetall hinzu, um den Si-Gehalt an den Zielbereich anzupassen. Wenn der Al-Gehalt im Siliziummetall merklich schwankt, muss die ofenseitige Dosierung entsprechend angepasst werden. Eine Anpassung ist machbar. Wenn mehrere Läufe hintereinander eine Korrektur erfordern, wird der Produktionsrhythmus instabil. Sobald bei gängigen Legierungen wie A356 und ADC12 das Gleichgewicht zwischen Si, Fe, Mg und Mn gestört ist, erhöht sich die Notwendigkeit einer späteren Raffinierung zum Ausgleich sowohl der Kosten als auch des Risikos.

Ca ist eher ein erfahrungsbasiertes-Problem. Siliziumklumpen mit höherem Kalziumgehalt erzeugen nach dem Beschicken oft eine klebrigere Schlackenphase und die Ofenoberfläche lässt sich nicht so leicht reinigen. Bediener können es beim Schlackenabschöpfen spüren. Auch nach der Raffinierung können kleine Einschlüsse im Gussstück zurückbleiben. Für normales Laden kann eine größere Ca-Toleranz noch akzeptabel sein. Für Aluminiumdruckguss, Räder, dünnwandige Teile oder Produkte, die empfindlich auf Nadellöcher reagieren, sollte Ca nicht in der Nähe der Obergrenze gekauft werden.

Daher besteht der Unterschied zwischen 553 und 441 nicht nur in „einer höheren Note“. Anzüge der Klasse 553 kosten -erste Anwendungen mit einem breiteren Verunreinigungsfenster. Sorte 441 kostet mehr, aber in einigen Aluminiumlegierungswerken kann der Vorteil der Schmelzesauberkeit, der durch den geringeren Kalziumgehalt entsteht, den Preisunterschied direkt ausgleichen.

3. Physikalische Spezifikationen und Anforderungen an die Partikelgröße

Die Partikelgröße ist für Siliziummetall kein untergeordnetes Problem. Die chemische Zusammensetzung mag qualifiziert sein, aber wenn die Klumpengröße unregelmäßig ist und der Pulvergehalt hoch ist, ist die Verwendung des Materials im Ofen immer noch schwierig.

Die beiden gängigsten Partikelgrößenspezifikationen für Siliziummetall in metallurgischer Qualität im Handel sind:10mm-50mmUnd10–100 mm große natürliche Klumpen. Die Größe von 10 mm bis 50 mm eignet sich besser für automatische Zuführsysteme oder Anlagen, die ein schnelleres Schmelzen erfordern. Die Klumpengröße ist gleichmäßiger und die Ofenreaktion ist stabiler. Die 10-mm-100-mm-Spezifikation für natürliche Klumpen ist gebräuchlicher und eignet sich für gewöhnliche Aluminiumwerke und die metallurgische Massenbeschickung, vorausgesetzt, dass die Siebung sauber ist und nicht zu viel Unterkornmaterial beigemischt wird.

Der Pulvergehalt wird normalerweise innerhalb kontrolliert5%. Diese Klausel muss in den Vertrag aufgenommen werden und darf sich nicht nur auf mündliche Zusagen stützen. Je feiner das Pulver ist, desto größer wird die oxidierte Oberfläche und desto leichter kann das Material Feuchtigkeit aufnehmen. Nach dem Laden oxidiert das feine Pulver zunächst und schwimmt zunächst zu Schlacke auf, wodurch die effektive Siliziumrückgewinnungsrate verringert wird. Es scheint, als würde die Einkaufsseite Dutzende Dollar pro Tonne einsparen, aber die Hüttenseite zahlt möglicherweise mehr für Schlackenverlust, Energieverbrauch und Ofenkorrektur.

Eine ungleichmäßige Partikelgröße führt auch zu einer Entmischung der Zusammensetzung im Ofen. Feines Material ist bereits geschmolzen, während große Klumpen noch nicht vollständig aufgelöst sind. Wenn das Rühren im Ofen nicht ausreicht, können die Si-Werte je nach Probenahmepunkt variieren. Die problematischste Charge ist nicht Material, das völlig unqualifiziert ist, sondern Material, das „auf dem Testbericht qualifiziert aussieht, sich aber im Gebrauch instabil verhält“. Diese Art von Charge verlangsamt die Produktion und führt häufig zu Streitigkeiten zwischen dem Einkaufsteam und dem Werk.

4. Erscheinungsbildqualität und kommerzielle Akzeptanzstandards

Qualifiziertes Siliziummetall in metallurgischer Qualität sollte auf den ersten Blick sauber, trocken und deutlich klumpenförmig aussehen. Es darf nicht mit Erde, Schlacke, Holzspänen, gewebten Sackfragmenten, Eisendraht, feuerfesten Rückständen oder anderen Fremdkörpern vermischt werden. Silikonklumpen und Schlackenstücke haben manchmal ähnliche Farben, insbesondere in Jumbo-Beuteln. Ohne sorgfältiges Drehen und Prüfen kann man sie leicht übersehen. Wird übermäßige Schlacke erst nach dem Laden entdeckt, ist es meist schon zu spät.

Bei der Inspektion kommt es auf die Bruchfläche an. Gute Silikonklumpen zeigen nach dem Zerbrechen einen klaren metallischen Glanz. Die Farbe ist normalerweise silbergrau bis dunkelgrau und die Kristalloberfläche ist relativ deutlich. Wenn die Bruchfläche erdig oder matt aussieht oder keine kristalline Struktur aufweist, weist dies normalerweise auf instabile Ofenbedingungen, übermäßige Schlackeneinschlüsse oder starke Oxidation hin. Eine leichte Oberflächenoxidation beeinträchtigt nicht unbedingt die Verwendung, große Flächen mit weißer Oxidation, gelblicher Verunreinigung, klebrigem Pulver oder feuchter Agglomeration sollten jedoch nicht direkt als normale Standardklumpen angesehen werden.

Normalerweise wird die Verpackung verwendet1MT oder 1,25MT Jumbo-Beutel. Bei Exportgütern ist der Feuchtigkeitsschutz besonders wichtig. Jumbo-Beutel sollten nicht längere Zeit im Freien gelagert werden. Vor dem Beladen des Behälters sollte der Beutelboden auf Feuchtigkeit überprüft werden und der Behälter sollte auf Sauberkeit, Geruch, stehendes Wasser, Rost und Pulverrückstände untersucht werden. Bei Sendungen in der Regenzeit-müssen Ladefotos, Chargennummern, Beutelmarkierungen, Siegelnummern und Probenahmeaufzeichnungen von Dritten-aufbewahrt werden. Siliziummetall ist keine empfindliche Fracht, aber sobald es feucht, pulverförmig oder mit Schlacke verunreinigt wird, können die Handhabungskosten am Bestimmungsort sehr hoch sein.

Die kommerzielle Akzeptanz muss sich auf Details konzentrieren: Die chemische Zusammensetzung hängt von den Ergebnissen der Chargentests ab; Die Partikelgröße hängt vom Screening und der Probenahme ab. Pulvergehalt abhängig von der Vertragsverträglichkeit; Die Verpackung hängt vom Gewicht des Jumbo-Beutels und den Beutelmarkierungen ab. Qualitätsdokumente hängen von der Ofenchargennummer, der Herkunft, dem Inspektionsdatum und dem Zertifikat Dritter ab. Für B2B-Käufer zeigt sich der Wert einer stabilen Lieferkette oft nicht an der ersten Lieferung, sondern daran, ob die dritte und fünfte Lieferung noch die gleichen Spezifikationen einhalten können.