Vai trò của bột silicon kim loại trong ngành đúc và đúc

Bột silicon kim loại làm gì trong ngành đúc

Bột silicon kim loại là một trong những chất phụ gia được sử dụng rộng rãi nhất trong thực hành đúc và tinh chế, và chức năng của nó thay đổi tùy theo lĩnh vực mà nó được áp dụng. Trong xưởng nấu chảy, công việc chính của nó là khử oxy: nó loại bỏ cặn oxy còn sót lại trong pha xỉ lỏng hoặc trong pha kim loại lỏng và cải thiện độ sạch của vật đúc thành phẩm. Bởi vì cùng một vật liệu cũng là chất mang silicon nên nó hoạt động như một chất bổ sung hợp kim và chất khử oxy cùng một lúc, đó là lý do tại sao các xưởng đúc chỉ định nó bằng cả lưới và hóa học thay vì chỉ bằng hóa học.

Quá trình khử oxy hoạt động như thế nào trong tan chảy

Khi một lượng bột silicon kim loại thích hợp được thêm vào hỗn hợp tinh luyện, nó sẽ phản ứng với oxy hòa tan trong pha xỉ lỏng hoặc pha kim loại lỏng và giải phóng một lượng nhiệt đốt lớn. Silicon dioxide hình thành trong phản ứng này không tồn tại ở vị trí phản ứng: nó thoát ra nhanh chóng khỏi sự tan chảy, điều này củng cố các điều kiện động của phản ứng và giữ cho động lực cho quá trình khử oxy tiếp theo ở mức cao. Sự kết hợp giữa sự giải phóng nhiệt mạnh và loại bỏ nhanh sản phẩm phản ứng là điều làm cho việc bổ sung có hiệu quả trong việc loại bỏ dư lượng oxy thay vì chỉ dịch chuyển chúng.

Thay thế Ferrosilicon để giảm chi phí

Bột silicon kim loại có thể được sử dụng thay cho ferrosilicon trong một số ứng dụng đúc và tinh chế. Chất thay thế mang lại nhiệm vụ khử oxy tương tự trong khi cắt khối lượng phải nấu chảy, vì silicon không bị pha loãng bởi chất mang sắt. Kết quả thực tế được báo cáo bởi các xưởng đúc là chi phí sản xuất trên mỗi nhiệt lượng thấp hơn cùng với sự cải thiện về chất lượng đúc, đó là lý do tại sao bột được xử lý như một vật liệu chế biến thay vì là một chất bổ sung đơn giản.

Silicon Carbide như một chất khử oxy đồng hành

Cacbua silic thường được thảo luận cùng với bột silic kim loại vì cả silic và cacbon trong pha SiC đều có khả năng bị oxy hóa và ở cùng nhiệt độ, khả năng oxy hóa của chúng gần như bằng nhau. Sự cân bằng đó làm cho cacbua silic trở thành chất loại bỏ oxy tuyệt vời không chỉ đối với các mái vòm phun nguội mà còn đối với các mái vòm phun nóng. Trong thực tế, hai vật liệu này bổ sung cho nhau: bột silicon cung cấp khả năng khử oxy hóa nhanh, sạch-trên nền silicon, trong khi cacbua silic đóng góp cả silicon và carbon cho cùng một nhiệm vụ.

Lựa chọn cấp độ và lưới

Bột silicon được sắp xếp theo dải lưới và theo thành phần hóa học đi kèm với nó. Bảng dưới đây cho thấy các loại bột silicon hóa học tiêu chuẩn, từ lưới thô 20-100 đến lưới mịn 45-325. Số lượng lưới cao hơn đi kèm với hàm lượng silicon tối thiểu thấp hơn, bởi vì các vết cắt mịn hơn tập trung nhiều oxit bề mặt và phần mịn của quá trình nghiền.

Lớp / dải lưới	Si, phút	Fe, tối đa	Al, tối đa	Ca, tối đa
Si 20-100 lưới	99.6%	0.2%	0.15%	0.05%
Si 30-120 lưới	99.2%	0.4%	0.2%	0.1%
Si 40-160 lưới	99.0%	0.4%	0.4%	0.2%
Si 100-200 lưới	98.5%	0.5%	0.5%	0.3%
Lưới Si 45-325	98.0%	0.6%	0.5%	0.3%

Các vết cắt định hướng-chịu lửa được cung cấp ở lưới -150, -200, -325, -400 và -600 với cùng phạm vi silicon và tạp chất, còn đường cắt cấp thấp ở lưới -200 và -325 mang 95-97% Si với tổng tạp chất không quá 3,0%. Các dải thô hòa tan chậm hơn nhưng mất ít bụi hơn; các dải mịn hơn phản ứng nhanh hơn nhưng cần kiểm soát khói tốt hơn.

Điểm thực hành cho xưởng đúc

Ghép dải lưới với phương pháp bổ sung, vì việc phun khí nén và bổ sung bằng muôi hoạt động khác nhau với cùng một loại bột.

Nạp bột ở nơi nó đi vào pha lỏng chứ không phải ở bề mặt xỉ, do đó nhiệt phản ứng được sử dụng bên trong tan chảy.

Giữ bột khô và kín vì độ ẩm làm tăng khả năng hấp thụ hydro và ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc.

Theo dõi mức thu hồi silicon trên mỗi nhiệt lượng vì đây là chỉ báo nhanh nhất cho thấy-dải lưới không đạt tiêu chuẩn đã được phân phối.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Vai trò chính của bột silicon kim loại trong quá trình đúc là gì?
Vai trò chính của nó là khử oxy, loại bỏ cặn oxy khỏi pha xỉ lỏng và pha kim loại lỏng để cải thiện chất lượng vật đúc.

Hỏi: Tại sao quá trình khử oxy bằng bột silicon lại giải phóng nhiều nhiệt như vậy?
Silicon phản ứng với oxy hòa tan và tỏa ra một lượng nhiệt đốt cháy lớn, và silica tạo thành thoát ra nhanh chóng, giúp phản ứng tiếp tục diễn ra.

Hỏi: Bột silicon kim loại có thể thay thế hoàn toàn ferrosilicon không?
Nó có thể thay thế ferrosilicon trong nhiều ứng dụng, mang lại nhiệm vụ khử oxy tương tự với khối lượng chất mang ít hơn và nó thường được đưa vào thử nghiệm trước khi thay thế hoàn toàn.

Hỏi: Cacbua silic có phải là chất khử oxy thích hợp cho mái vòm không?
Đúng. Cả silicon và carbon trong pha SiC đều có thể bị oxy hóa với điện thế gần như nhau ở nhiệt độ nhất định, do đó, nó phù hợp với cả cốc phun nổ lạnh và cốc phun nóng.

Hỏi: Nên sử dụng loại lưới nào để bổ sung muôi?
Các loại thô hơn như lưới 20-100 là điểm khởi đầu thông thường cho việc bổ sung muôi vì chúng ít mất bụi hơn so với các vết cắt mịn.

Hỏi: Bột được bảo quản như thế nào trong quy cách?
Hãy giữ nó trong bao bì kín ở nơi khô ráo và-kiểm tra lại dải lưới và hàm lượng silicon trước mỗi chiến dịch vì các hạt bụi sẽ di chuyển trong túi đã qua sử dụng một phần.