Le silicium métallique est fourni sous forme de morceaux, de granulés et de poudre, et le choix entre eux est décidé par la méthode de chargement et par le degré de perte par oxydation que le processus peut tolérer. Les grumeaux compris entre 10 et 100 mm sont la valeur par défaut pour le chargement manuel et la fusion en vrac, où une récupération stable compte plus que la vitesse. Des granulés de 3 à 10 mm et des poudres plus fines sont utilisés lorsque le matériau doit s'écouler à travers un alimentateur, se dissoudre rapidement ou être distribué uniformément dans la masse fondue. Choisir la mauvaise forme coûte soit de l’argent, sous forme de silicium perdu, soit du temps, sous forme de chaleur retardée.
Comportement au four et à la poche
Les matériaux en morceaux présentent moins de surface par unité de masse, de sorte que la perte par oxydation pendant la manipulation et le chargement est plus faible et la récupération du silicium est plus prévisible. Le compromis est que les grumeaux se dissolvent plus lentement, en particulier dans une charge froide ou dans une petite louche, et ils peuvent couler et rester au fond si le bain n'est pas agité. Les granulés flottent sur ou juste en dessous de la surface en raison de leur surface plus élevée, se dissolvent plus rapidement et se répartissent plus uniformément, mais la même surface les rend plus sujets à l'oxydation et à être entraînés dans les scories. La poudre se comporte comme des granulés, mais plus encore, et elle est normalement utilisée dans le fil fourré ou comme matière première pour un traitement ultérieur plutôt que pour un chargement à ciel ouvert.
| Formulaire | Gamme de tailles typique | Méthode de chargement | Comportement |
|---|---|---|---|
| Des grumeaux | 10 à 100 mm, ou 10 à 50 mm et 50 à 100 mm | Chargement manuel ou par grue | Perte d'oxydation inférieure, récupération stable, dissolution plus lente |
| Granulés | 3 à 10 mm | Alimentateur, convoyeur ou système de dosage | Dissolution rapide, distribution uniforme, oxydation de surface plus élevée |
| Granulés fins et poudre | 0,2 à 3 mm et qualités de maille | Fil fourré, injection ou batching | Dissolution très rapide, dosage précis, risque de poussière et de perte |
Quand les grumeaux sont le meilleur choix
Choisissez des morceaux lorsque le four ou la poche de coulée est chargé manuellement, lorsque la récupération et le coût par unité de silicium récupéré sont la principale préoccupation, lorsque le matériau sera stocké à l'extérieur ou manipulé à plusieurs reprises avant utilisation, et lorsque la pratique de fusion permet déjà un mélange suffisant. Les morceaux conviennent également à la refusion et à la production d'alliages où une partie de la charge de silicium est fondue avec d'autres matières premières, car le matériau le plus grossier ne se sépare pas et ne s'envole pas pendant le chargement. La teneur en fines doit toujours être contrôlée, car un lot nominalement grumeleux contenant 10 % de fines combine la perte de poudre lors de la manipulation avec le comportement de dissolution des grumeaux.
Quand les granulés sont le meilleur choix
Choisissez des granulés lorsque le matériau est alimenté automatiquement, lorsque les ajouts doivent être répétables d'une chaleur à l'autre, lorsque la masse fondue est petite et rapide de sorte que le temps de dissolution domine le cycle, et lorsque l'ajout de silicium est un ajout de garniture dans la poche plutôt qu'une partie de la charge globale. Les granulés conviennent également à la production d'alliages principaux et aux processus continus où une distribution uniforme est importante. Pour les granulés, la spécification doit indiquer la limite de fines, la limite d'humidité et le conditionnement, car les fractions fines absorbent l'humidité et génèrent de la poussière pendant le transfert, et l'étalonnage du doseur dépend d'une densité apparente constante.
Coût, stockage et logistique
La comparaison des coûts ne se limite pas au prix par tonne. Les matériaux grumeleux ont une densité apparente apparente plus faible dans un conteneur que les granulés en sac, de sorte que le coût livré par unité de silicium dépend de l'efficacité du chargement et de l'emballage utilisé. Les granulés sont normalement fournis dans des sacs en vrac d'une tonne ou dans des sacs plus petits sur palettes, ce qui réduit les pertes de manutention mais augmente les coûts d'emballage. Les conditions de stockage sont importantes pour les deux : les fines et les granulés absorbent l’humidité et doivent être conservés dans un endroit couvert et sec, tandis que les grumeaux tolèrent mieux le stockage à l’extérieur. Les deux formes doivent être conservées à l’écart de l’huile, de la poussière et de toute autre contamination, car la contamination de la surface du silicium métallique est difficile à éliminer une fois chargée.
Points de spécification pratiques
Une spécification de taille pour le silicium métallique doit donner la plage nominale, les limites minimales et maximales et une tolérance autorisée pour les fractions sous-dimensionnées et surdimensionnées, ainsi que la qualité selon GB/T 2881 et la teneur requise en Fe, Al et Ca. Il convient également d'indiquer si la taille est définie par une analyse de sérigraphie du lot réel ou par une déclaration nominale, et quelles tailles de sérigraphie sont utilisées. Pour l'alimentation automatique, un essai avec un échantillon représentatif via le distributeur réel est le moyen le plus fiable de confirmer que la gamme choisie s'écoule sans pontage ni ségrégation.
Foire aux questions
Q:Quelle forme permet une récupération plus élevée du silicium dans la fabrication de l’acier ?
R : Les grumeaux donnent généralement une récupération plus élevée et plus stable car la surface inférieure réduit la perte par oxydation pendant la manipulation et le chargement. La différence se réduit lorsque l’alimentation est bien contrôlée et que la matière fondue est agitée.
Q:Quelle gamme de tailles est standard pour les morceaux de silicium métallique ?
R : Les gammes commerciales courantes sont de 10 à 100 mm, de 10 à 50 mm et de 50 à 100 mm. La plage doit être définie par une analyse d'écran du lot réel avec les tolérances de sous-dimensionnement et de surdimensionnement indiquées.
Q:Les granulés peuvent-ils être utilisés à la place des grumeaux dans un processus de chargement manuel ?
R : C'est possible, mais la surface plus élevée augmente la perte par oxydation et la génération de poussière pendant le chargement, et des fines peuvent être entraînées dans les scories. Lorsque le chargement manuel est inévitable, les granulés doivent être utilisés avec une limite de fines et une pratique de chargement prudente.
Q:Qu’est-ce qui affecte la densité apparente des granulés de silicium métallique ?
R : La distribution granulométrique, la part des fines, la forme des particules et la teneur en humidité. La densité apparente affecte directement l’étalonnage du doseur et la précision du dosage, elle doit donc être mesurée sur le lot livré plutôt que supposée.
Q:Comment le silicium métal doit-il être stocké avant utilisation ?
R : Les granulés et la poudre doivent être conservés dans un endroit sec et couvert pour limiter la capture d'humidité-, et les grumeaux tolèrent mieux le stockage à l'extérieur. Toutes les formes doivent être protégées de l'huile, de la poussière et de toute autre contamination qui ne peut pas être éliminée après le chargement.
Q:La qualité du silicium métallique affecte-t-elle le choix entre les morceaux et les granulés ?
R : La qualité est indépendante de la forme physique, donc une qualité donnée peut être fournie sous forme de morceaux, de granulés ou de poudre. La sélection doit être effectuée sur la méthode de chargement et le comportement de dissolution, puis sur la qualité fixée par les limites requises de Fe, Al et Ca.
