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Ferrosilicio misurazione della dimensione granulometrica e della forma tramite l'Analisi Dinamica dell'Immagine

Il Ferrosilicio (FeSi) è una lega di ferro e silicio con un contenuto di silicio molto variabile tra il 10% e il 90%. Viene utilizzata come cosiddetta lega madre nella produzione di acciaio, che viene aggiunta in piccole quantità per regolare le proprietà del fuso, il processo di raffreddamento e il prodotto finito. Il vantaggio principale di FeSi è il suo effetto disossidante (cioè riduce i metalli dai loro ossidi), ma aiuta anche a prevenire la perdita di carbonio. Inoltre, il ferrosilicio viene utilizzato nei rivestimenti degli elettrodi e nella produzione di silicio, idrogeno e magnesio.

Il ferrosilicio viene prodotto sia in un altoforno che in un forno elettrico ad arco mediante riduzione della sabbia di quarzo (SiO2) con coke in presenza di ferro. La massa fusa viene versata dal forno e si solidifica sotto forma di una lastra piana. Dopo il raffreddamento, questa lastra viene frantumata da appositi macchinari e quindi ulteriormente lavorata in un frantoio. La distribuzione dimensionale risultante varia da particelle simili a polveri sottili a pezzi di vari centimetri. Il FeSi viene setacciato in diverse dimensioni per un ulteriore utilizzo.

Ferrosilicio - Figura 1
Figura 1: 
Ferrosilicio
Analizzatore delle dimensioni e della forma delle particelle Camsizer P4

Ulteriori informazioni sull'analizzatore di particelle tramite l'analisi dinamica delle immagini sono presentate in questa nota applicativa.

Analisi d'Immagine Dinamica con CAMSIZER P4

L'analizzatore granulometrico a tecnologia di Analisi d'Immagine Dinamica (Dynamic Image Analysis DIA) CAMSIZER P4 determina la dimensione e la forma delle particelle in un intervallo da 20 μm a 30 mm ed è quindi ideale per l'analisi di routine del ferrosilicio. Le particelle in esame vengono convogliate da uno scivolo vibrante nella zona di misura dove, in caduta libera, attraversano una sorgente luminosa. Le proiezioni delle ombre risultanti vengono catturate da un sistema di telecamere e misurate in tempo reale. Il CAMSIZER P4 è dotato dell'esclusiva tecnologia a doppia fotocamera. Una telecamera (ZOOM) rileva le particelle fini con grande precisione e una seconda telecamera (BASIC) con ingrandimento inferiore, ma con un campo visivo più ampio rileva simultaneamente le particelle di grandi dimensioni. Tale tecnologia rende CAMSIZER P4 unico nel suo genere, in quanto può analizzare tutte le particelle all'interno di un campione senza alcuna regolazione hardware e senza perdere la precisione nell'analisi delle particelle molto grandi o molto fini. Grazie alle due telecamere si possono stabilire condizioni di misura ideali per l'intero range dimensionale e l'analisi risulta quindi estremamente comoda e precisa.

L'enorme vantaggio di questa disposizione è la grande quantità di campione che può essere elaborata in un tempo di analisi molto breve di soli pochi minuti. Il CAMSIZER P4 non richiede manutenzione e quindi offre un'alternativa più veloce e più affidabile all'analisi tradizionale mediante setacciatura. Grazie al suo design robusto, CAMSIZER P4 è insensibile alle vibrazioni e alla polvere. Lo strumento può quindi funzionare sia in impianti industriali che nei laboratori.

Ferrosilicio - Figura 2
Figura 2: 
L'analizzatore d'Immagini Dinamiche CAMSIZER P4
Ferrosilicio - Figura 3a
Ferrosilicio - Figura 3b
Ferrosilicio - Figura 3c
Figura 3: 
Pezzi di ferrosilicio sullo scivolo di alimentazione del CAMSIZER P4 (a sinistra), particella di ferrosilicio su un'immagine live CAMSIZER P4 (al centro), campione di ferrosilicio nel contenitore dopo la misurazione (a destra).

Esempio di analisi: diversi gradi di FeSi

In questo esempio presentiamo i risultati dell'analisi granulometrica di diversi gradi di ferrosilicio (Fig. 4). Tutte le misurazioni sono state effettuate con un analizzatore di immagini CAMSIZER P4. Il campione più fine è in un range granulometrico da 0,2 mm a 0,7 mm. Il campione più grande contiene particelle fino a 30 mm, che è il limite massimo granulometrico del CAMSIZER P4. La ripetibilità dei risultati è un fattore chiave per valutare l'affidabilità di un dispositivo di misurazione. CAMSIZER P4 può rilevare e analizzare centinaia di migliaia o addirittura milioni di particelle in pochi minuti. La distribuzione delle dimensioni si basa quindi su un enorme set di dati, che conferisce al risultato un'incredibile ripetibilità (Fig. 5).

Ferrosilicio - Figura 4
Ferrosilicio - Figura 5
Figura 4: 
Analisi CAMSIZER P4 di diversi gradi di ferrosilicio (notare la scala logaritmica dell'asse x). Distribuzione cumulativa Q3
Figura 5: 
Due misurazioni consecutive di un campione FeSi. La gamma di dimensioni è 0,2 mm - 0,7 mm. Inoltre, è possibile rilevare una piccola quantità di polvere <100 μm. Distribuzione cumulativa Q3 e distribuzione della densità q3.

L'analisi delle immagini offre una vasta gamma di parametri diversi che possono essere determinati per ogni particella: sono disponibili definizioni granulometrice diverse per lunghezza, larghezza e diametro dell'area, oltre a vari parametri relativi alla forma come proporzioni, rotondità, convessità e molti altri. Se è richiesta la comparabilità con l'analisi al setaccio tradizionale, per calcolare la distribuzione viene utilizzata la definizione della dimensione "larghezza delle particelle". La setacciatura consiste anche nella misurazione della larghezza, poiché le particelle attraversano le aperture con la superficie di proiezione più piccola (Fig. 6). La comparabilità dei risultati di CAMSIZER P4 e dell'analisi mediante setacciatura può essere facilmente stabilita (Fig. 7).

Ferrosilicio - Figura 6
Ferrosilicio - Figura 7
Figura 6: 
Maglia del setaccio. Se la definizione della dimensione xc min (larghezza delle particelle) viene utilizzata per calcolare la distribuzione, si ottiene la migliore correlazione con la setacciatura
Figura 7: 
Risultato CAMSIZER P4 di un campione FeSi nell'intervallo granulometrico di 2 mm - 6 mm (rosso). Gli asterischi neri (*) rappresentano l'analisi corrispondente mediante setacciatura.

Riepilogo

Il CAMSIZER P4 è ideale per analizzare il ferrosilicio e altri metalli granulari in una range granulometrico da 20 μm a 30 mm. Ciò è possibile grazie all'implementazione dell'esclusiva tecnologia a doppia fotocamera: due fotocamere con ingrandimento e dimensioni dell'immagine differenti misurano simultaneamente le particelle grandi e piccole. Pertanto, l'intero range di misura è disponibile per ogni analisi senza alcuna modifica al sistema ottico. Scegliendo i giusti parametri di valutazione, è possibile stabilire facilmente una perfetta correlazione con l'analisi con setacciatura. Le specifiche del prodotto che di solito si basano sui risultati della setacciatura possono rimanere invariate.

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Analizzatore delle dimensioni e della forma delle particelle Camsizer P4


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