Metalni silicijje osnovna sirovina za dva glavna industrijska sektora: proizvodnju aluminijskih legura i sintezu organosilicija. Tri komercijalna razreda kojima se najčešće trguje suMetalni silicij 553, Metalni silicij 441iMetalni silicij 3303. Mnogi kupci jednostavno odabiru razrede na temelju cijene bez potpunog razumijevanja tolerancije na nečistoće u vlastitom proizvodnom procesu.
U topljenju aluminija, višak željeza i kalcija može pogoršati performanse lijevanja i povećati stopu otpada. Za proizvodnju organosilicij monomera, nečistoće teških metala u tragovima otrovat će katalizatore na bazi bakra, smanjiti prinos monomera i generirati više neželjenih nusproizvoda. Korištenje pogrešnog razreda metalnog silicija dovest će do skrivenih gubitaka u proizvodnji čak i ako cijena nabave sirovina izgleda konkurentno.
Razlike u uspješnosti između tri razreda
553 je najniži stupanj čistoće među ova tri. Sadrži veći udio željeza, aluminija i kalcija. Troškovi proizvodnje ostaju na relativno niskoj razini. Njegova tolerancija na nečistoće je ograničena. Visok sadržaj kalcija i teških metala ograničava njegovu upotrebu u osjetljivoj kemijskoj sintezi.
441 je najrašireniji stupanj opće namjene. Uravnotežuje čistoću i troškove proizvodnje. Željezo i aluminij su kontrolirani na maksimalno 0,40%, a kalcij je ograničen na 0,10%. Odgovara većini standardnih proizvodnih scenarija i radi i za industriju aluminija i organosilicija. To je radni konj za masovnu proizvodnju.
3303 je silicijski metal visoke čistoće. Željezo i aluminij ograničeni su na 0,30%, a kalcij je strogo kontroliran ispod 0,03%. Bor, fosfor i teški metali u tragovima također se drže na mnogo nižim razinama. Materijal pruža stabilne performanse za proizvodne linije s visokim zahtjevima, ali cijena sirovina je viša od 553 i 441.
Osnovna definicija stupnja i kemijska specifikacija
Četveroznamenkasto pravilo za imenovanje metala silicija predstavlja najveći sadržaj željeza, aluminija i kalcija u nizu. Na primjer, Si 553 znači Fe manji ili jednak 0,50%, Al manji ili jednak 0,50%, Ca manji ili jednak 0,30%. Ova tri elementa su primarne kontrolne stavke. Za vrhunske primjene, kupci također trebaju pratiti bor, fosfor i tragove teških metala uključujući nikal, bakar i titan.
| Parametar | Silicij metal 553 | Silicij metal 441 | Silicij metal 3303 |
|---|---|---|---|
| Silicij (Si) min | 98.5% | 99.0% | 99.3% |
| Željezo (Fe) max | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Aluminij (Al) max | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Kalcij (Ca) max | 0.30% | 0.10% | 0.03% |
| Tipični bor | 80-150 ppm | 40-80 ppm | 15-40 ppm |
| Tipični fosfor | 60-120 ppm | 30-70 ppm | 10-35 ppm |
| Opća razina nečistoće | visoko | srednje | Niska |
Koristi se za aluminij i silikon
Primjena za proizvodnju aluminijskih legura
Proizvodnja aluminijskih legura troši veliku količinu metalnog silicija kao aditiva za legiranje. Različite linije proizvoda od aluminija imaju različita ograničenja nečistoća.
Silicij metal 553
553 se može koristiti za niskokvalitetno lijevanje aluminijskih legura sa zahtjevima za labave nečistoće. Nije prikladan za aluminij visoke čvrstoće, automobilske aluminijske dijelove ili ekstrudirane profile. Visoki sadržaj željeza i kalcija stvorit će lomljive intermetalne faze unutar aluminijske matrice. Ove faze smanjuju duktilnost, uzrokuju površinske nedostatke i povećavaju stopu odbacivanja gotovih proizvoda.
Silicij metal 441
441 je glavni izbor za većinu općenito proizvodnje aluminijskih legura. Dobro radi za uobičajene legure za tlačni lijev i obične materijale za ekstruziju. Omogućuje stabilan učinak legiranja i dobre cijene. Za automobilsku kvalitetu i aluminij visoke čvrstoće, proizvođači trebaju dodati dodatna ograničenja za bor i fosfor u kupovnim ugovorima.
Silicij metal 3303
3303 odabran je za vrhunske primjene aluminija. Pogodan je za aluminij visoke čvrstoće, legure povezane sa zrakoplovstvom i dijelove za precizni lijev. Nizak sadržaj nečistoća sprječava stvaranje štetnih intermetala. Pomaže poboljšati mehaničku izvedbu i kvalitetu površine aluminijskih proizvoda.
Primjena za proizvodnju organosilicija (silikona).
Sinteza organosilikonskog monomera odvija se u reaktorima s fluidiziranim slojem s katalizatorima na bazi bakra. Tragovi teških metala uzrokovat će deaktivaciju katalizatora i smanjiti selektivnost dimetildiklorosilana. Sadržaj kalcija također izravno utječe na stabilnost reakcije unutar fluidiziranog sloja.
Silicij metal 553
553 se ne preporučuje za proizvodnju organosilikonskih monomera. Visoki udio kalcija i nečistoće teških metala poremetit će reakciju fluidiziranog sloja. To dovodi do nestabilne stope konverzije, povećanog izlaza otpadnog ulja i čestih prilagodbi reaktora. Može se koristiti samo za silikonske proizvode vrlo niske kvalitete s vrlo labavim standardima kvalitete.
Silicij metal 441
441 je standardna klasa za konvencionalnu proizvodnju organosilicija. Široko je prihvaćen za opću proizvodnju silikonskog ulja, obične silikonske gume i uobičajenih brtvila. Kupci bi trebali potvrditi ograničenja nikla, bakra i titana u COA. Stabilna razina kalcija ključna je za održavanje dosljednih ciklusa reakcije.
Silicij metal 3303
3303 je namijenjen za vrhunsku proizvodnju organosilicija. Koristi se za silikone visoke prozirnosti, specijalne silane i brtvila visokih performansi. Ultra nizak sadržaj kalcija i teških metala u tragovima usporavaju trovanje katalizatora. Poboljšava selektivnost monomera i smanjuje stvaranje neželjenih nusproizvoda.
Referentna tablica podudaranja
| Krajnja upotreba | Preporučena ocjena | Ključne kontrolne točke | Bilješke |
|---|---|---|---|
| Niskokvalitetni aluminijski odljevak | 553 | Sadržaj Fe, Al | Nije za visoku čvrstoću ili automobilski aluminij |
| Općenito lijevanje pod pritiskom i ekstruzija aluminija | 441 | Ca, B, P | Najisplativiji za masovnu proizvodnju |
| Precizna aluminijska legura visoke čvrstoće | 3303 | Potpuna kontrola nečistoća u tragovima | Veći trošak sirovina |
| Općenito silikonsko ulje i obična guma | 441 | Ca, Ni, Cu, Ti | Standardni izbor za masovni izlaz organosilicija |
| Silikon visoke prozirnosti i specijalni silan | 3303 | Niske granice Ca i teških metala | Smanjuje deaktivaciju katalizatora |
| Silikon niske kvalitete s labavim specifikacijama | 553 | Visok rizik od nečistoća | Rijetko se koristi u modernim tvornicama silikona |
Bilješka:
Odabir 553 samo po niskoj cijeni. Mnoge tvornice aluminija i silikona trpe gubitke kvalitete nakon prelaska na 553. Veća stopa otpada i zastoji u proizvodnji nadoknađuju početne uštede sirovina.
Korištenje 441 za vrhunski organosilicij ili vrhunski aluminij. Čak i male fluktuacije nečistoća u tragovima utjecat će na performanse konačnog proizvoda.
Pretjerano korištenje 3303 za običnu masovnu proizvodnju. Visok stupanj čistoće ne donosi dodatnu korist za linije s malim zahtjevima i povećava ukupne troškove proizvodnje.
O kvaliteti se odlučuje samo prema četveroznamenkastom broju ocjene. Četveroznamenkasti kod pokriva samo željezo, aluminij i kalcij. Za bor, fosfor i teške metale potrebna je posebna inspekcija.
Metalni silicij 553, 441 i 3303 služi za različite proizvodne scenarije za industriju aluminija i silikona. 553 je materijal niske čistoće za samo niske zahtjeve primjene. 441 pruža uravnoteženu cijenu i performanse i djeluje kao glavna vrsta za većinu općenitih proizvodnja aluminija i organosilicija. 3303 nudi niske performanse nečistoća za vrhunske proizvode, uz odgovarajuću višu cijenu materijala.
Odabir ne bi trebao ovisiti samo o nabavnoj cijeni. Proizvodne linije moraju uskladiti kvalitetu metala silicija s vlastitom tolerancijom na nečistoće, standardom kvalitete proizvoda i opremom za obradu. Pravilno usklađivanje razreda pomaže proizvođačima stabilizirati proizvodnju, smanjiti stopu otpada i postići razumne ukupne troškove proizvodnje.
