מהי אבקת פרוסיליקון?

אבקת פרוסיליקון היא סגסוגת טחונה דק של ברזל וסיליקון, המכילה בדרך כלל 15%-90% סיליקון לפי משקל. בתעשייה, דרגות נפוצות כוללות FeSi 45, FeSi 65, FeSi 75, וגרסאות מיוחדות דל אלומיניום או דל פחמן. הודות לכוח הדה-חמצון החזק שלה, פעילות הסיליקון וחלוקת גודל החלקיקים הניתנת לשליטה, אבקת פרוסיליקון נמצאת בשימוש נרחב בייצור פלדה, תהליכי יציקה, ייצור מגנזיום, חומרים מתכלים לריתוך, חוטי ליבה, עיבוד מינרלים, שטפי מתכות ואפילו במסלולים מסוימים של כימיקלים וסוללות.

מאפיינים מרכזיים ויתרונות ביצועים

1) מסיר חמצון וחומר סגסוג רב עוצמה

- פעילות סיליקון גבוהה: לסיליקון זיקה חזקה לחמצן, המאפשרת ניקוי חמצון מהיר ויעיל בפלדה מותכת ובברזל יצוק.
- ייצור פלדה נקייה: אבקת פרוסיליקון במינון נכון מורידה חמצן מומס, מפחיתה תכלילים ומשפרת תכונות מכניות.
- עיצוב סגסוגת: סיליקון מגביר חוזק, יכולת התקשות, עמידות חמצון ועמידות חשמלית בפלדות מסוימות ובברזל יצוק.

2) חלוקת גודל חלקיקים ניתנת להתאמה (PSD)

- גרעיניות עדינה: הגדלים הנפוצים כוללים 0-0.3 מ"מ, 0-1 מ"מ, 0-3 מ"מ, 1-3 מ"מ, או אבקות טחונות בהתאמה אישית.
- יכולת זרימה עקבית: PSD מבוקר משפר את דיוק ההזנה בחוטי ליבה, מערכות הזרקה ותהליכים מבוססי אבקה.
- בקרת תגובתיות: שברים עדינים יותר מגדילים את שטח הפנים וקצב התגובה; שברים גסים יותר מתונים שחרור ויצירת חום.

3) כימיה יציבה וחוסר זיהומים

- כימיה של יעד: Fe ו-Si הם הבסיס; תוכן Al, C, P, S, Ca ו-Ti מבוקר ממזער תוצרי לוואי לא רצויים.
- אפשרויות אלומיניום נמוכות: עבור זיקוק משני וציוני פלדה באיכות גבוהה, אבקת פרוסיליקון נמוכה של אל מפחיתה את תכלילי האלומינה.
- בקרת עקבות: הגבלת P ו-S עוזרת לשמור על קשיחות והתנגדות לעייפות במוצרים במורד הזרם.

4) התנהגות תרמית וחשמלית

- פוטנציאל אקזוטרמי: תגובות חיסון ושחרור משחררות חום שיכול לייצב את טמפרטורת ההיתוך.
- התנגדות חשמלית: סיליקון מגביר את ההתנגדות, שימושי בסגסוגות מיוחדות מסוימות ובפורמולציות שטף ריתוך.

5) תאימות להאכלה אוטומטית

- חוט ליבה והזרקה פניאומטית: צפיפות אחידה, לחות נמוכה, אבק נמוך והתנהגות נגד התגבשות מאפשרים מינון יציב וחסימות קו מינימליות.
- צפיפות צבר עקבית: אריזה צפויה משפרת את ביצועי ההופר ודיוק בקנה מידה.

שדות יישום ליבה

1) מסיר חמצון לייצור פלדה

- ייצור פלדה ראשונית ומשנית: אבקת פרוסיליקון מתווספת למצקת או דרך חוט ליבה כדי להסיר חמצן ביעילות.
- שיפור ניקיון: תכלילים לא מתכתיים מופחתים מובילים לקשיחות טובה יותר, יכולת עיבוד ואיכות פני השטח.

2) חיסון ברזל רקיע וברזל אפור

- סיוע ליצירת גרעין: אבקת פרוסיליקון מקדמת היווצרות גרפיט ומשפרת את ספירת הגושים בברזל רקיע, ומפחיתה את הקור.
- מבנה מיקרו יציב: משפר את העקביות במעברי עובי החתך ומפחית את נקבוביות ההתכווצות.
- התאמה עם חומרי חיסון: משמש לעתים קרובות לצד חומרי חיסון SiCa, SiBa או כדורי חיסון נדירים למורפולוגיה מותאמת של גרפיט.

3) ייצור מגנזיום באמצעות Pidgeon Process

- תפקיד מפחית: אבקת פרוסיליקון בעלת סיליקון גבוה פועלת כחומר מפחית למיצוי מגנזיום מדולומיט מבושל בטמפרטורות גבוהות תחת ואקום.
- יעילות עלות: גודל החלקיקים ותכולת הסיליקון משפיעים על קינטית התגובה וצריכת האנרגיה.

4) חומרים מתכלים ושטפים לריתוך

- פורמולציה של שטף: אבקת פרוסיליקון מספקת סיליקון לניקוי חמצון ובקרת סיגים באלקטרודות ריתוך וחוטי שטף עם ליבות.
- איכות מתכת ריתוך: מסייעת בהסרת חמצן ובייצוב התנהגות קשת, שיפור מראה החרוזים והתכונות המכניות.

5) חוט ליבה ומטלורגיית הזרקה

- מינון מדויק: אבקת FeSi עדינה מכוסה ברצועת פלדה כחוט ליבה או מוזרקת פניאומטית לתוך ההמסה.
- יתרונות התהליך: תפוקת סגסוגת משופרת, הפחתת התלקחות וחמצון, בטיחות מפעיל טובה יותר ותוצאות שניתן לחזור עליהן.

6) עיבוד מינרלים ומדיה כבדה

- הפרדת מדיה צפופה: ניתן להשתמש בפרוסיליקון גס במדיה כבדה לשטיפת פחם ולהטבת עפרות; שברים עדינים משלימים את הצפיפות והריאולוגיה.
- יכולת שחזור מגנטית: פרוסיליקון מגנטי חזק, המאפשר שיעורי התאוששות גבוהים ועלות תפעולית נמוכה יותר.

7) תוספים מתכות וסגסוגות מיוחדות

- פלדות נושאות סיליקון: פלדות חשמליות, פלדות קפיציות ופלדות עמידות בחום ממנפות סיליקון לשיפורי ביצועים.
- תכשירי ברזל יצוק: קומפוזיציות FeSi מותאמות מוסיפות חוזק ועמידות בפני שחיקה ברכיבי רכב ומכונות.

8) שימושים בכימיקלים ובסוללות (נישה)

- מקור סיליקון: בסינתזות כימיות מסוימות ובנתיבי מבשר, אבקת סיליקון פרוסיליקון בטוהר גבוה יכולה לפעול כתורם סיליקון.
- מסלולי מו"פ: תהליכים מתעוררים חוקרים את FeSi כחומר הזנה לחומרים עשירים בסיליקון באחסון אנרגיה.

כיצד לבחור את אבקת הסיליקון הנכונה

- תכולת סיליקון (Si%): בחר FeSi 45/65/75 בהתבסס על חוזק הסרת החמצון, עלות ומטרות מתכות. תכולת סיליקון גבוהה יותר פירושה בדרך כלל ניקוי חמצון חזק יותר ופלדה נקייה יותר.
- גודל חלקיקים (PSD):
- 0-0.3 מ"מ או 0-1 מ"מ עבור חוט ליבה והזרקה פניאומטית.
- 0–3 מ"מ לתוספת מצקת או מצקת יציקה עם מינון ידני.
- PSD מותאם אישית כדי להתאים לציוד האכלה ולקינטיקה של תגובה.
- מגבלות טומאה: ציין מקסימום Al, C, P, S; עבור פלדות נקיות, בחר אבקת פרוסיליקון נמוכה-Al עם בקרות P ו-S הדוקות.
- יכולת זרימה ולחות: הבטח זרימה טובה, לחות נמוכה (<0.3% טיפוסי) ומניעת התגבשות למינון יציב.
- צפיפות נראית לעין: התאם לעיצוב הבורר והמזין כדי למנוע גישור או הפרדה.
- אריזה: בחר שקיות של 25 ק"ג, שקיות ג'מבו של 1 טון, או אפשרויות אטומות בוואקום עבור סביבות היגרוסקופיות.
- תקנים והסמכה: בקש ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, ותעודות בדיקת טחינה (MTC) או תעודות ניתוח (COA) לכל מגרש.

טיפים לתהליכים ושיטות עבודה מומלצות

- חימום וייבוש מראש: שמור על אבקת פרוסיליקון יבשה; תוספות מצקת לחמם מראש בעת הצורך כדי למנוע איסוף מימן ופיצוצי קיטור.
- תוספת מבוקרת: השתמש בחוט ליבה או במזרקים למינון עקבי; הימנע מהשלכות אצווה גדולות הגורמות להתחממות יתר מקומית.
- ערבוב נמס: ערבוב עדין של ארגון או ערבוב אלקטרומגנטי עוזר להומוג את הסיליקון ולהפחית את צבירי ההכלה.
- ניהול הכללה: זוג FeSi עם תרגול בסיסי של סיגים וטיפול בסידן בעת ​​הצורך כדי לשנות תכלילים.
- בטיחות: השתמש בקרת אבק, PPE נאות וטיפול חסין פיצוץ עבור אבקות עדינות. אחסן הרחק מלחות וחומרי חמצון.
- מעקב: עקוב אחר מספרי חלקים, MTC/COA ונתוני צריכה לביקורות איכות וניתוח סיבות שורש.

מדדי איכות לבקש מספק אבקת הברוזיליקון שלך

- הרכב כימי: Si, Al, C, P, S, Ca, Ti, Mn ויסודות קורט עם מפרט מינימום/max.
- חלוקת גודל: ניתוח מסננת עם D10/D50/D90 או פירוט רשת מלאה.
- תכולת לחות: עקומת הלחות במשלוח ולאחר ייבוש.
- צפיפות לכאורה וצפיפות ברז: לעיצוב מזין וטעינת חוט ליבה.
- תוכן מגנטי וקנסות: משפיע על התאוששות במדיה צפופה ובקרת אבק.
- נטייה לחמצון חוזר: בדיקות מעשיות הקשורות לדרגות פלדה ותהליכים ספציפיים.
- ניקיון וזיהום: מגבלות על שמן, חלודה ופסולת לא מגנטית.

שאלות נפוצות (שאלות נפוצות)

- מה ההבדל בין אבקת פרוסיליקון לאבקת מתכת סיליקון?
אבקת פרוסיליקון היא סגסוגת ברזל-סיליקון, בעלת פחות סיליקון מאבקת מתכת סיליקון טהורה, ומותאמת לניקוי חמצון וסגסוגת בפלדה ובברזל. אבקת מתכת סיליקון היא סיליקון בטוהר גבוה יותר המשמש בסגסוגות אלומיניום, כימיקלים ואלקטרוניקה.

- האם אוכל להחליף סידן-סיליקון בפרוסיליקון?
בשלבים מסוימים של ניקוי חמצון, כן. אבל CaSi מספק סידן לשינוי הכללה והסרת גופרית. הבחירה תלויה בדרגת פלדה ובמורפולוגיה של הכללת היעד.

- איזו דרגת FeSi היא הטובה ביותר לייצור מגנזיום?
אבקת FeSi 75 משמשת בדרך כלל, אך יש להתאים את גודל החלקיקים ואת רמות הטומאה לעיצוב התנור ולאיכות הדולומיט.

- כיצד למנוע התגבשות במהלך האחסון?
שמור על לחות מתחת למפרט, השתמש בשקיות מרופדות, אחסן על משטחים הרחק מתנודות טמפרטורה, ושקול חומרים נגד התגבשות עבור ציונים עדינים במיוחד.