Le silicium-métal (également désigné comme silicium industriel ou métallurgique) est une matière première de base essentielle dans les secteurs modernes de la métallurgie automobile, de la synthèse chimique et des énergies renouvelables Produit par la réduction carbothermique à haute température du quartz de haute pureté (SiO2) dans les fours à arc électrique immergé (SAF), le silicium-métal est classé dans des qualités industrielles standardisées selon ses limites d'impuretés critiques&mdash ; principalement le fer (Fe), l'aluminium (Al) et le calcium (Ca).
Pour la fabrication et la coulée de l'acier, la sélection de la qualité optimale du silicium-métal a un impact direct sur l'efficacité énergétique de la fusion, les propriétés mécaniques de coulée (telles que la résistance à la traction et la fluidité des alliages A356/ADC12), le rendement chimique en siloxane et les dépenses totales d'approvisionnement. ;
Classement et ampère du silicium-métal ; Nomenclature
Grades en silicium métalsont désignés par une convention de numérotation à trois chiffres ou à quatre chiffres (par exemple, 553, 441, 3303, 2202) reflétant le pourcentage maximal admissible des trois principales impuretés élémentaires :
RÉPARTITION DE LA CONVENTION DE DÉNOMINATION DES NOTES (par exemple, Grade 553 & amp ; Grade 3303)
&bull ; Premier (s) chiffre (s) : teneur maximale en fer (Fe) (par exemple, ' ; 5' ; = 0,50 % Fe max, ' ; 33' ; = 0,30 % Fe max)
&bull ; Deuxième chiffre : teneur maximale en aluminium (Al) (par exemple, ' ; 5' ; = 0,50 % Al max, ' ; 03' ; = 0,30 % Al max)
&bull ; Troisième chiffre : teneur maximale en calcium (Ca) (par exemple, ' ; 3' ; = 0,30 % Ca max, ' ; 02' ; /' ; 2' ; = 0,02 % ou 0,20 % Ca max)
Composition chimique des principales qualités de silicium-métal
| Grade |
Silicium (Si) Min |
Fer (Fe) Max |
Aluminium (Al) Max |
Calcium (Ca) Max |
Secteur Industriel Primaire |
| 553e année |
≥ 98,50% |
≤ 0,50% |
≤ 0,50% |
≤ 0,30% |
Fusion et ampère de lingots d'aluminium ; Coulée d'alliage secondaire |
| 441e année |
≥ 99,10% |
≤ 0,40% |
≤ 0,40% |
≤ 0,10% |
Moulage sous pression et amp ; Alliages structurels en aluminium |
| 421e année |
≥ 99,20% |
≤ 0,40% |
≤ 0,20% |
≤ 0,10% |
Synthèse et ampère de monomères organosiliciés ; Précurseur solaire |
| 3303e année |
≥ 99,37% |
≤ 0,30% |
≤ 0,30% |
≤ 0,03% |
Fluides chimiques de silicone, siloxanes et amp ; Alliages de haute spécification |
| 2202e année |
≥ 99,50% |
≤ 0,20% |
≤ 0,20% |
≤ 0,02% |
Silicones de haute pureté, polysilicium et amp ; Base électronique |
| 1101e année |
≥ 99,79% |
≤ 0,10% |
≤ 0,10% |
≤ 0,01% |
Photovoltaïque haut de gamme & amp ; Substrats semi-isolants |
Applications industrielles critiques & amp ; Sélection de notes
1. Production et amplis d'alliage d'aluminium ; Moulage sous pression automobile (grades 553, 441) :
Le silicium est l'additif d'alliage le plus critique dans la métallurgie de l'aluminium. L'ajout de 7 à 12 % de silicium (comme dans les alliages de coulée A356, A380 et ADC12) diminue considérablement le point de fusion, améliore la fluidité à l'état fondu, empêche la déchirure à chaud pendant la coulée et améliore la corrosion et la résistance à l'usure dans les blocs moteurs, les boîtiers de transmission et les moyeux structurels des roues.
2.Silicium & ; Synthèse de monomères chimiques (grades 421, 3303, 2202) :
Dans les usines chimiques,
poudre de silicium métalest mis à réagir avec du chlorure de méthyle dans un réacteur à lit fluidisé (le procédé direct Rochow-Mü ; ller) pour synthétiser du diméthyldichlorosilane [(CH3) 2 SiCl2]. Des niveaux faibles de calcium et d'aluminium à l'état de traces contrôlées sont obligatoires pour prévenir l'empoisonnement du catalyseur, assurer une cinétique stable du lit fluidisé et maximiser l'efficacité de conversion des monomères en caoutchoucs de silicone, siloxanes et lubrifiants.
3.Photovoltaïque (PV) et amp ; Précurseur solaire en polysilicium (grades 2202, 1101) :
Le silicium métallurgique est purifié par hydrochloration dans du trichlorosilane (SiHCl3) puis réduit dans des réacteurs de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) Siemens ou des réacteurs à lit fluidisé (FBR) pour donner du 9 N&ndash ; Polysilicium de qualité solaire et électronique 11 N.
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Expérience d'usine & amp ; Normes de contrôle de qualité ;
L'expérience de fusion directe révèle que le respect des spécifications chimiques nominales ne garantit pas à lui seul la performance Un protocole rigoureux d'assurance de la qualité en usine doit régir chaque étape de fabrication :
- Fonderie d'arc immergée & amp ; raffinage des scories : Le charbon de bois à faible teneur en cendres, le coke de pétrole lavé et le quartz de faible impureté (& gt ; 99,5 % SiO2) empêchent l'entraînement des scories. Le puisage dans des poches raffinées avec des inclusions de scories de purge d'argon de fond et homogénéise la distribution élémentaire.
- Concassage de précision et amp ; Dimensionnement personnalisé : disponible en tailles de morceaux standard : 10 & ndash ; 50 mm, 10 & ndash ; 100 mm (pour les ajouts de poches de fonderie), ou poudres de mailles personnalisées : 100 & ndash ; 200 mesh, 200 & ndash ; 325 mesh (pour la fluidisation chimique).Les tamis vibrants multi-ponts de précision garantissent moins de 5 % de fines sous-dimensionnées/surdimensionnées.
- Vérification spectroscopique en laboratoire (XRF & amp ; ICP-OES) : Chaque lot de 25 & ndash ; 50 tonnes subit un échantillonnage multipoint Les tests certifiés en laboratoire comprennent la fluorescence des rayons X (XRF) et la spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES) pour vérifier les limites de Fe, Al, Ca, P, S, Ti et B ppm avant de délivrer le certificat officiel d'analyse (COA).
- Inspection préalable à l'expédition par un tiers : prise en charge complète de la vérification indépendante par un tiers (SGS, CCIC, BV, Intertek) pour les analyses chimiques avant expédition, le contrôle de la distribution granulométrique et les inspections du remplissage des conteneurs.
Emballage, protection anti-humidité et amp ; Logistique d'exportation
Le transit océanique international expose les métaux bruts à l'humidité marine et aux fluctuations de température Le silicium métal nécessite un emballage d'exportation dédié pour éviter l'oxydation de surface ou les traces de gaz phosphine :
Emballage standard d'exportation :Sacs jumbo en polypropylène (PP) tissé résistant aux UV de 1 MT (1 000 kg) avec boucles de levage renforcées à 4 points et doublures internes en polyéthylène (PE) résistant à l'humidité Pour les poudres chimiques, des fûts en acier hermétique de 200 kg avec purge à l'azote sont disponibles sur demande.
Capacité de chargement du conteneur :Généralement 20 à 25 tonnes métriques par conteneur GP de 20 pieds (sous réserve des réglementations sur le poids routier du port de destination).
Codes du Système harmonisé (SH) :Code SH : 2804.69.00 (Teneur en silicium & lt ; 99,99 % - Grades métallurgiques et amp ; chimiques) | Code HS : 2804.61.00 (Teneur en silicium &ge ; 99,99 % - Grades semi-conducteurs/solaires de haute pureté).
Conditions commerciales et amp ; Manutention portuaire :Incoterms flexibles pris en charge, notamment FOB (ports de Tianjin/Qingdao/Shanghai), CFR et CIF avec assurance fret maritime.
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