Ferrosilicium deeltjes grootte en -vorm meting met Dynamische Beeld Analyse

Ferrosilicium (FeSi) is een legering van ijzer en silicium met een zeer variabel siliciumgehalte tussen 10% en 90%. Het wordt gebruikt als een zogenaamde hoofdlegering bij de staalproductie, die in kleine hoeveelheden wordt toegevoegd om de eigenschappen van de smelt, het koelproces en het eindproduct aan te passen. Het belangrijkste voordeel van FeSi is het desoxiderende effect (d.w.z. het vermindert metalen uit hun oxiden), maar het helpt ook het verlies van koolstof te voorkomen. Bovendien wordt ferrosilicium gebruikt in elektrodebekledingen en bij de productie van silicium, waterstof en magnesium.

Ferrosilicium wordt ofwel in een hoogoven ofwel in een vlamboogoven geproduceerd door de reductie van kwartszand (SiO2) met cokes in aanwezigheid van ijzer. De smelt wordt uit de oven gegoten en stolt in de vorm van een vlakke plaat. Na afkoeling wordt deze plaat met geschikte machines fijngemaakt en vervolgens verder verwerkt in een breker. De resulterende grootteverdeling varieert van fijne stofachtige deeltjes tot brokken van cm-grootte. De FeSi wordt voor verder gebruik in verschillende grootteklassen gezeefd.

Figure 1:
Ferrosilicium

Deeltjes Grootte en Vorm Analyse Camsizer P4

Learn more about the Dynamic Image Particle Analyzer used in this application note.

CAMSIZER P4 Contacteer ons!

Dynamische Beeldanalyse met de CAMSIZER P4

De CAMSIZER P4 dynamische digitale beeldanalyser bepaalt de deeltjesgrootte en vorm in een bereik van 20 µm tot 30 mm en is daarom bij uitstek geschikt voor de routinematige analyse van ferrosilicium. De te onderzoeken deeltjes worden door een trilgoot in de meetzone getransporteerd, waar ze in vrije val een vlakke lichtbron passeren. De resulterende schaduwprojecties worden vastgelegd door een camerasysteem en in realtime geëvalueerd. De CAMSIZER P4 is voorzien van de unieke Dual Camera-technologie. Eén camera (ZOOM) detecteert fijne deeltjes met grote nauwkeurigheid en een tweede camera (BASIC) met een lagere vergroting, maar een groter gezichtsveld detecteert tegelijkertijd grote deeltjes. Dit is een onschatbaar voordeel omdat de CAMSIZER alle deeltjes in één monster kan analyseren zonder enige hardware-aanpassingen en zonder de nauwkeurigheid te verliezen voor zeer grote of zeer fijne deeltjes. Dankzij de twee camera's kunnen ideale meetcondities worden vastgesteld voor het gehele meetbereik, de analyse is daardoor uiterst makkelijk en nauwkeurig.

Het grote voordeel van deze opstelling is de enorme hoeveelheid monster die in een zeer korte analysetijd van slechts enkele minuten kan worden verwerkt. De CAMSIZER P4 is onderhoudsvrij en biedt daardoor een sneller en betrouwbaarder alternatief voor traditionele zeefanalyse. Dankzij het robuuste ontwerp is de CAMSIZER P4 ongevoelig voor trillingen en stof. Het instrument kan daarom zowel in een industriële installatie als in een laboratoriumomgeving worden gebruikt.

Figure 2:
De CAMSIZER P4 dynamische digitale beeld analyser

Figure 3:
Ferrosilicium brokken op de trilgoot van de CAMSIZER P4 (links), ferrosilicium deeltjes op een CAMSIZER P4 live beeld (midden), ferrosilicium monster in de opvangbak na de meting (rechts).

Meetvoorbeeld: Verschillende Graden van FeSI

In dit voorbeeld presenteren we de resultaten van de deeltjesgrootte-analyse van verschillende kwaliteiten ferrosilicium (Fig. 4). Alle metingen zijn uitgevoerd met een CAMSIZER P4-beeldanalysator. Het fijnste monster heeft een grootte van 0,2 mm tot 0,7 mm. Het grootste monster bevat deeltjes tot 30 mm, wat de maximale grootte is van de CAMSIZER P4. De CAMSIZER P4 kan binnen enkele minuten honderdduizenden of zelfs miljoenen deeltjes detecteren en analyseren. De grootteverdeling is daarom gebaseerd op een enorme dataset, wat het resultaat een hoog betrouwbaarheidsniveau geeft en leidt tot een grote herhaalbaarheid (figuur 5).

Figure 4:
CAMSIZER P4 analyse van verschillende fijnheden Ferrosilicium (opmerking: X-as met logaritmische schaal). Reproduceerbaarheid van de resultaten is een belangrijke factor voor een betrouwbare meting

Figure 5:
Twee opeenvolgende metingen van een Fe monster. Het bereik is 0.2 mm – 0.7 mm. Kleine hoeveelheden stof < 100 µm zijn ook waarneembaar.

Beeldanalyse biedt een breed scala aan verschillende parameters die voor elk deeltje kunnen worden bepaald: verschillende groottedefinities voor lengte, breedte en equivalent-diameter zijn beschikbaar, evenals diverse vormparameters zoals lagwerpigheid (breedte/lengte-verhouding), rondheid, convexiteit en nog veel meer. Als vergelijkbaarheid met traditionele zeefanalyse vereist is, wordt de groottedefinitie "deeltjesbreedte" gebruikt om de verdeling te berekenen. Zeven is ook een breedtemeting, aangezien de deeltjes de openingen met het kleinste projectieoppervlak passeren (Fig. 7). De vergelijkbaarheid van CAMSIZER P4-resultaten en zeefanalyse kan gemakkelijk worden vastgesteld (Fig. 7).

Figure 6:
Zeefmaas. Wanneer de grootte-definitie xc min (deeltjes-breedte, kleinste coorde van de projectie) gebruikt wordt om de deeltjesgrootte te berekenen, dan wordt de beste correlatie met zeefresultaten bekomen.

Figure 7:
CAMSIZER P4 resultaat van een FeSi monster in het bereik 2 mm – 6 mm (roodd). De zwarte sterretjes (*) stellen de overeenkomstige zeefanalyse voor.

Summary

De CAMSIZER P4 is ideaal voor het meten van ferrosilicium en andere granulaire metalen in een meetbereik van 20 µm tot 30 mm. Dit wordt bereikt door de implementatie van de unieke dualcamera-technologie: twee camera's met verschillende vergroting en beeldgrootte meten tegelijkertijd grote en kleine deeltjes. Daarom is het volledige meetbereik beschikbaar voor elke analyse zonder enige aanpassing aan het optische systeem. Door de juiste evaluatieparameters te kiezen, kan eenvoudig een perfecte correlatie met zeef-analyse worden vastgesteld. Productspecificaties die doorgaans zijn gebaseerd op zeefresultaten kunnen ongewijzigd blijven

Microtrac MRB Producten & Contact

Learn more about the dynamic image analyzer used in this application note.

Dynamische Beeldanalyse met de CAMSIZER P4

Ons team van experts adviseert u graag over uw toepassing en over ons productgamma.

Contacteer ons voor een vrijblijvend advies