Силициев метале основна суровина за два основни индустриални сектора: производство на алуминиеви сплави и синтез на органосилиций. Трите най-често търгувани търговски степени саСилициев метал 553, Силициев метал 441иСилициев метал 3303. Много купувачи просто избират класове въз основа на ценовия етикет, без да разбират напълно толерантността към примеси в собствения си производствен процес.
При топенето на алуминий излишъкът от желязо и калций може да влоши ефективността на леене и да увеличи процента на скрап. За производството на органосилициев мономер следи от примеси от тежки метали ще отровят катализаторите на основата на мед, ще намалят добива на мономер и ще генерират повече нежелани странични продукти. Използването на грешен клас метален силиций ще доведе до скрити производствени загуби, дори ако разходите за закупуване на суровини изглеждат конкурентни.
Разлики в представянето между три степени
553 е най-ниската степен на чистота сред трите. Има по-високо съдържание на желязо, алуминий и калций. Производствените разходи остават на относително ниско ниво. Неговата толерантност към примеси е ограничена. Високото съдържание на калций и тежки метали ограничава използването му в чувствителен химичен синтез.
441 е най-широко използваният клас с общо предназначение. Той балансира чистотата и производствените разходи. Желязото и алуминият се контролират до 0,40% максимум, а калцият е ограничен до 0,10%. Той пасва на повечето стандартни производствени сценарии и работи както за алуминиевата, така и за органосилициевата промишленост. Това е класът работен кон за масово производство.
3303 е силициев метал с висока чистота. Желязото и алуминият са ограничени до 0,30%, а калцият е строго контролиран под 0,03%. Бор, фосфор и следи от тежки метали също се поддържат на много по-ниски нива. Материалът осигурява стабилна производителност за производствени линии с високи изисквания, но цената на суровините е по-висока от 553 и 441.
Дефиниция на основния клас и химическа спецификация
Четирицифреното правило за именуване на силициев метал представлява максимално съдържание на желязо, алуминий и калций последователно. Например Si 553 означава Fe по-малко или равно на 0,50%, Al по-малко или равно на 0,50%, Ca по-малко или равно на 0,30%. Тези три елемента са основните контролни елементи. За приложения от висок клас купувачите също трябва да наблюдават бор, фосфор и следи от тежки метали, включително никел, мед и титан.
| Параметър | Силициев метал 553 | Силициев метал 441 | Силициев метал 3303 |
|---|---|---|---|
| Силиций (Si) мин | 98.5% | 99.0% | 99.3% |
| Желязо (Fe) макс | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Алуминий (Al) макс | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Калций (Ca) макс | 0.30% | 0.10% | 0.03% |
| Типичен бор | 80-150 ppm | 40-80 ppm | 15-40 ppm |
| Типичен фосфор | 60-120 ppm | 30-70 ppm | 10-35 ppm |
| Общо ниво на примеси | високо | Среден | ниско |
Използва се за алуминий и силикон
Приложение за производство на алуминиева сплав
Производството на алуминиеви сплави консумира голямо количество силициев метал като легираща добавка. Различните продуктови линии от алуминий имат различни граници на примеси.
Силициев метал 553
553 може да се използва за нискокачествени алуминиеви сплави с изисквания за свободни примеси. Не е подходящ за алуминий с висока якост, алуминиеви части за автомобили или екструдирани профили. Високото съдържание на желязо и калций ще образуват крехки интерметални фази в алуминиевата матрица. Тези фази намаляват пластичността, причиняват повърхностни дефекти и повишават степента на отхвърляне на крайните продукти.
Силициев метал 441
441 е основният избор за най-общото производство на алуминиеви сплави. Работи добре за обикновени сплави за леене под налягане и обикновени материали за екструдиране. Осигурява стабилен легиращ ефект и добра цена. За автомобилен клас и алуминий с висока якост производителите трябва да добавят допълнителни ограничения за бор и фосфор в договорите за покупка.
Силициев метал 3303
3303 е избран за алуминиеви приложения от висок клас. Подходящ е за алуминий с висока якост, сплави, свързани с космическата промишленост, и части за прецизно леене. Ниското съдържание на примеси предотвратява образуването на вредни интерметали. Помага за подобряване на механичните характеристики и качеството на повърхността на алуминиевите продукти.
Приложение за производство на органосилиций (силикон).
Синтезът на органосилициев мономер протича в реактори с кипящ слой с катализатори на медна основа. Следи от тежки метали ще причинят дезактивиране на катализатора и ще намалят селективността на диметилдихлоросилан. Съдържанието на калций също влияе пряко върху стабилността на реакцията в кипящия слой.
Силициев метал 553
553 не се препоръчва за производство на органосилициев мономер. Високо съдържание на калций и примеси от тежки метали ще нарушат реакцията на кипящия слой. Това води до нестабилна скорост на преобразуване, повишено производство на отработено масло и честа настройка на реактора. Може да се използва само за много нискокачествени силиконови продукти с много свободни стандарти за качество.
Силициев метал 441
441 е стандартният клас за конвенционално производство на органосилиций. Той е широко възприет за общо производство на силиконово масло, обикновен силиконов каучук и обикновен уплътнител. Купувачите трябва да потвърдят ограниченията за никел, мед и титан в COA. Стабилното ниво на калций е от ключово значение за поддържане на последователни реакционни цикли.
Силициев метал 3303
3303 е предназначен за производство на висок клас органосилиций. Използва се за силикон с висока прозрачност, специални силани и високоефективни уплътнители. Изключително ниско съдържание на калций и следи от тежки метали забавят отравянето на катализатора. Подобрява селективността на мономера и намалява генерирането на нежелани странични продукти.
Референтна таблица за съвпадение
| Крайна употреба | Препоръчителна степен | Ключови контролни точки | Бележки |
|---|---|---|---|
| Алуминиева отливка с нисък клас | 553 | Съдържание на Fe, Al | Не е за висока якост или автомобилен алуминий |
| Общо леене под налягане и екструдиран алуминий | 441 | Ca, B, P | Най-рентабилен за масово производство |
| Прецизна алуминиева сплав с висока якост | 3303 | Пълен контрол на следи от примеси | По-високи разходи за суровини |
| Общо силиконово масло и обикновена гума | 441 | Ca, Ni, Cu, Ti | Стандартен избор за насипно производство на органосилиций |
| Силикон с висока прозрачност и специален силан | 3303 | Ниски граници на Ca и тежки метали | Намалява дезактивацията на катализатора |
| Нискокачествен силикон с разхлабена спецификация | 553 | Висок риск от примеси | Рядко се използва в съвременните заводи за производство на силикон |
Забележка:
Избирайки 553 само на ниска цена. Много фабрики за алуминий и силикон страдат от загуба на качество след преминаване към 553. По-високият процент скрап и престой в производството компенсират първоначалните спестявания на суровини.
Използване на 441 за висок клас органосилиций или първокласен алуминий. Дори малки колебания на следи от примеси ще повлияят на крайното представяне на продукта.
Прекалено използване на 3303 за обикновено масово производство. Степента на висока чистота не носи допълнителна полза за линии с ниски изисквания и повишава общите производствени разходи.
Съдейки за качеството само по четирицифрен номер на клас. Четирицифреният код обхваща само желязо, алуминий и калций. Борът, фосфорът и тежките метали се нуждаят от отделна проверка.
553, 441 и 3303 силициев метал обслужва различни производствени сценарии за алуминиева и силиконова промишленост. 553 е материал с ниска чистота само за приложения с ниски изисквания. 441 осигурява балансирани разходи и производителност и действа като основен клас за най-общото производство на алуминий и органосилиций. 3303 предлага ниска производителност на примеси за продукти от висок клас, със съответните по-високи разходи за материали.
Изборът не трябва да се определя само от покупната цена. Производствените линии трябва да съпоставят класа на металния силиций със собствената си толерантност към примеси, стандарт за качество на продукта и оборудване за обработка. Правилното съответствие на класа помага на производителите да стабилизират производството, да намалят процента на скрап и да постигнат разумни общи производствени разходи.
