Yêu cầu kỹ thuật đối với kim loại silicon cấp luyện kim

1. Phân loại cốt lõi và tiêu chuẩn quốc gia hiện hành đối với kim loại silic cấp luyện kim

Khi đánh giá kim loại silicon cấp luyện kim, số cấp trên bảng báo giá không bao giờ là đủ. Sau khi nguyên liệu được đưa vào quá trình thu mua, kiểm tra và nạp vào lò, các điểm kiểm soát thực sự là tiêu chuẩn thực hiện, thành phần hóa học, kích thước hạt, hình thức và độ ổn định của lô.

Tiêu chuẩn quốc gia hiện hành về silicon công nghiệp làGB/T 2881-2023 Silicon công nghiệp. Tiêu chuẩn này đặt các cấp độ, thành phần hóa học, quy tắc kiểm tra, nhãn hiệu đóng gói và chứng chỉ chất lượng của silicon công nghiệp theo một khung kỹ thuật thống nhất. Khi mua các loại thông thường như 553, 441, 421, 3303 phải ghi rõ tiêu chuẩn thực hiện trong hợp đồng. Mặt khác, một khi Fe, Al hoặc Ca bị sai lệch, hàm lượng bột vượt quá dung sai hoặc kích thước hạt không phù hợp với thông số kỹ thuật đã thỏa thuận thì việc giải trình sẽ trở nên khó khăn.

Logic đằng sau số điểm rất đơn giản. Ví dụ,553 kim loại siliconthường có nghĩa là Fe Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5%, Al Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5% và Ca Nhỏ hơn hoặc bằng 0,3%;441 silicon kim loạithường có nghĩa là Fe Nhỏ hơn hoặc bằng 0,4%, Al Nhỏ hơn hoặc bằng 0,4% và Ca Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1%. Ba con số này không phải là nhãn tiếp thị. Chúng là những điều kiện biên cơ bản quyết định liệu vật liệu có thể chạy ổn định trong lò hay không và liệu sản phẩm cuối cùng có phát sinh các vấn đề về chất lượng hay không.

Trong giao dịch thực tế, 553 có khối lượng tiêu thụ lớn nhất và độ nhạy giá cao nhất. Lớp 441 sạch hơn lớp 553, đặc biệt là có hàm lượng canxi thấp hơn nhiều, khiến nó phù hợp hơn với các nhà máy hợp kim nhôm yêu cầu độ sạch tan chảy, khả năng chảy và chất lượng đúc tốt hơn. Trong quá trình mua sắm, đừng chỉ hỏi "Giá mỗi tấn của 553 là bao nhiêu?" Điều quan trọng hơn là hỏi các giá trị Fe, Al và Ca đã được kiểm tra thực tế của lô hiện tại, liệu vật liệu đã được sàng lọc chưa và liệu hàm lượng bột có thể được kiểm soát hay không.

2. Yêu cầu về thành phần hóa học: Giới hạn nghiêm ngặt về sắt, nhôm và canxi

Sắt, nhôm và canxi có thể trông giống như những số thập phân nhỏ trên giấy. Tại lò hợp kim nhôm, chúng trực tiếp trở thành các vấn đề về khả năng chảy, tiêu thụ xỉ, tạp chất, cấu trúc hạt và nguy cơ gãy xương.

Fe là tạp chất dễ bị đánh giá thấp nhất. Mức sắt cao hơn một chút có thể vẫn nằm trong phạm vi ghi trên giấy chứng nhận, nhưng sau khi hợp kim nhôm-silic đông cứng lại, hình thái của các pha mang sắt-có thể trở thành vấn đề. Đặc biệt là trong quá trình gia nhiệt có tỷ lệ phế liệu hoàn trả cao, thời gian tinh chế ngắn hoặc tốc độ làm nguội không đủ, các pha mang-giống như sắt-có thể cắt xuyên qua ma trận. Độ giãn dài của biên dạng ép đùn giảm xuống nhanh chóng và các khu vực-thành mỏng của các bộ phận đúc khuôn-trở nên dễ bị nứt giòn hơn. Những người vận hành lò nung thường không thích những mẻ silicon có giá trị Fe không ổn định. Đó không phải là kén chọn; đó là kinh nghiệm có được từ những thất bại trước đó.

Ảnh hưởng của Al giống như việc làm xáo trộn công thức hơn. Các nhà máy nhôm bổ sung kim loại silicon để điều chỉnh hàm lượng Si đến phạm vi mục tiêu. Nếu hàm lượng Al trong kim loại silicon dao động đáng kể thì việc trộn phía lò-phải được điều chỉnh cho phù hợp. Một điều chỉnh có thể quản lý được. Nếu nhiều lần gia nhiệt liên tiếp cần phải điều chỉnh, nhịp sản xuất sẽ trở nên không ổn định. Đối với các hợp kim phổ biến như A356 và ADC12, một khi sự cân bằng giữa Si, Fe, Mg và Mn bị phá vỡ, việc dựa vào quá trình tinh chế sau này để bù đắp sẽ làm tăng cả chi phí lẫn rủi ro.

Ca là một vấn đề-dựa trên kinh nghiệm nhiều hơn. Các cục silicon có hàm lượng canxi cao hơn thường tạo ra lớp xỉ dính hơn sau khi nạp và bề mặt lò không dễ dàng làm sạch. Người vận hành có thể cảm nhận được nó trong quá trình cạo xỉ. Ngay cả sau khi tinh chế, các tạp chất nhỏ vẫn có thể tồn tại trong vật đúc. Đối với sạc thông thường, dung sai Ca rộng hơn vẫn có thể được chấp nhận. Đối với khuôn-đúc nhôm, bánh xe, bộ phận tường-mỏng hoặc các sản phẩm nhạy cảm với lỗ kim, không nên mua Ca gần giới hạn trên.

Vì vậy, sự khác biệt giữa 553 và 441 không chỉ là “một cấp cao hơn”. Bộ quần áo cấp 553 được áp dụng-đầu tiên với cửa sổ tạp chất rộng hơn. Lớp 441 có giá cao hơn, nhưng ở một số nhà máy hợp kim nhôm, lợi thế về độ sạch tan chảy do hàm lượng canxi thấp hơn có thể bù đắp trực tiếp cho sự chênh lệch về giá.

3. Thông số vật lý và yêu cầu về kích thước hạt

Kích thước hạt không phải là vấn đề nhỏ đối với kim loại silicon. Thành phần hóa học có thể đạt tiêu chuẩn, nhưng nếu kích thước cục không đều và hàm lượng bột cao thì vật liệu vẫn khó sử dụng ở lò nung.

Hai thông số kỹ thuật kích thước hạt phổ biến nhất đối với kim loại silicon cấp luyện kim trong thương mại là10mm-50mmVàCục tự nhiên 10mm-100mm. Kích thước 10mm-50mm phù hợp hơn cho hệ thống cấp liệu tự động hoặc các loại cây cần tan chảy nhanh hơn. Kích thước cục đồng đều hơn và phản ứng trong lò ổn định hơn. Thông số kỹ thuật cục tự nhiên 10mm-100mm phổ biến hơn và phù hợp với các nhà máy nhôm thông thường và cơ sở luyện kim số lượng lớn, miễn là sàng lọc sạch và không trộn lẫn quá nhiều vật liệu có kích thước nhỏ hơn.

Hàm lượng bột thường được kiểm soát trong vòng5%. Điều khoản này phải được ghi vào hợp đồng và không thể chỉ dựa vào lời hứa bằng lời nói. Bột càng mịn thì diện tích bề mặt oxy hóa càng lớn và vật liệu càng dễ hấp thụ độ ẩm. Sau khi sạc, bột mịn sẽ bị oxy hóa trước và nổi thành xỉ trước, làm giảm tốc độ thu hồi silicon hiệu quả. Bên mua có thể tiết kiệm được hàng chục đô la mỗi tấn, nhưng bên nấu chảy có thể phải trả nhiều tiền hơn do thất thoát xỉ, tiêu thụ năng lượng và hiệu chỉnh lò.

Kích thước hạt không đồng đều cũng gây ra sự phân chia thành phần bên trong lò. Vật liệu mịn đã tan chảy trong khi các cục lớn vẫn chưa hòa tan hoàn toàn. Khi khuấy lò không đủ, giá trị Si có thể thay đổi tùy theo điểm lấy mẫu. Lô hàng rắc rối nhất không phải là vật liệu hoàn toàn không đủ tiêu chuẩn, mà là vật liệu “có vẻ đủ tiêu chuẩn trên báo cáo thử nghiệm nhưng hoạt động không ổn định khi sử dụng”. Loại lô này làm chậm quá trình sản xuất và thường gây ra tranh chấp giữa nhóm mua hàng và nhà máy.

4. Chất lượng bề ngoài và tiêu chuẩn chấp nhận thương mại

Kim loại silicon cấp luyện kim đủ tiêu chuẩn phải trông sạch sẽ, khô ráo và có hình dạng cục-rõ ràng ngay từ cái nhìn đầu tiên. Nó không được trộn lẫn với đất, xỉ, dăm gỗ, mảnh túi dệt, dây sắt, mảnh vụn chịu lửa hoặc các chất lạ khác. Các cục silicon và mảnh xỉ đôi khi có màu sắc tương tự nhau, đặc biệt là bên trong bao jumbo. Nếu không xoay và kiểm tra cẩn thận, chúng rất dễ bị bỏ sót. Khi chỉ phát hiện thấy xỉ quá mức sau khi sạc thì thường đã quá muộn.

Bề mặt vết nứt quan trọng trong quá trình kiểm tra. Những cục silicon tốt, khi vỡ ra sẽ lộ ra ánh kim loại trong trẻo. Màu thường là bạc-xám đến xám đậm và bề mặt tinh thể tương đối khác biệt. Nếu bề mặt vết nứt trông như đất, xỉn màu hoặc thiếu kết cấu tinh thể, điều đó thường cho thấy điều kiện lò không ổn định, có quá nhiều xỉ hoặc quá trình oxy hóa nặng. Quá trình oxy hóa bề mặt nhẹ không nhất thiết ảnh hưởng đến việc sử dụng, nhưng các khu vực lớn bị oxy hóa màu trắng, ô nhiễm hơi vàng, bột dính hoặc kết tụ ẩm không được chấp nhận trực tiếp như các cục tiêu chuẩn thông thường.

Bao bì thường sử dụngBao jumbo 1MT hoặc 1,25MT. Đối với hàng hóa xuất khẩu, việc chống ẩm là đặc biệt quan trọng. Bao Jumbo không nên để lâu ngoài trời. Trước khi xếp container, đáy túi phải được kiểm tra độ ẩm và thùng chứa phải được kiểm tra độ sạch, mùi, nước đọng, rỉ sét và bột còn sót lại. Trong các chuyến hàng-mùa mưa, tất cả ảnh tải, số lô, nhãn hiệu túi, số niêm phong và hồ sơ lấy mẫu của bên thứ ba- đều phải được lưu giữ. Kim loại silicon không phải là hàng hóa dễ vỡ, nhưng một khi nó bị ẩm, bị đóng bột hoặc bị nhiễm xỉ, chi phí xử lý tại nơi đến có thể rất cao.

Việc chấp nhận thương mại phải tập trung vào chi tiết: thành phần hóa học phụ thuộc vào kết quả thử nghiệm hàng loạt; kích thước hạt phụ thuộc vào sàng lọc và lấy mẫu; hàm lượng bột phụ thuộc vào dung sai hợp đồng; bao bì phụ thuộc vào trọng lượng bao jumbo và nhãn hiệu bao; tài liệu về chất lượng phụ thuộc vào số lô của lò, nguồn gốc, ngày kiểm tra và chứng chỉ-của bên thứ ba. Đối với người mua B2B, giá trị của chuỗi cung ứng ổn định thường không được chứng minh bằng lô hàng đầu tiên mà bằng việc liệu lô hàng thứ ba và thứ năm có còn duy trì được các thông số kỹ thuật như cũ hay không.