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Ferrossilício Medição de tamanho e formato de partículas mediante análise de imagem dinâmica

O ferrossilício (FeSi) é uma liga de ferro e silício com teor de silício muito variável entre 10% e 90%. É utilizado como liga mestre na produção de aço, que é adicionada em pequenas quantidades para ajustar as propriedades do metal fundido, do processo de resfriamento e do produto acabado.

A principal vantagem do FeSi é o seu efeito desoxidante (ou seja, reduz os metais dos seus óxidos), mas também ajuda a prevenir a perda de carbono. Além disso, o ferrossilício é utilizado em revestimentos de eletrodos e na produção de silício, hidrogênio e magnésio.

O ferrossilício é produzido em alto-forno ou forno elétrico a arco pela redução de areia de quartzo (SiO2) com coque na presença de ferro. O metal fundido é despejado do forno e solidifica na forma de uma chapa plana.

Após o resfriamento, esta chapa é triturada por máquinas apropriadas e posteriormente processada em um triturador. A distribuição do tamanho das partículas resultante varia de partículas finas semelhantes a poeira a pedaços de tamanho de cm. O FeSi é peneirado em diferentes tamanhos para uso posterior.

A série CAMSIZER da Microtrac é ideal para análise de distribuição do tamanho das partículas de ferrossilício e outros metais granulares. Os analisadores Microtrac são usados tanto para aplicações industriais de controle de qualidade quanto para fins de pesquisa. 

Ferrossilício - Figura 1
Figura 1: 
Ferrossilício
Analisador de tamanho e formato de partículas Camsizer P4

Saiba mais sobre o Analisador Dinâmico de Imagens de Partículas usado nesta nota de aplicação.

Análise Dinâmica de Imagens com o CAMSIZER P4

O analisador dinâmico de imagens CAMSIZER P4 determina o tamanho e o formato das partículas em uma faixa de 20 μm a 30 mm e, portanto, é ideal para a análise de rotina de ferrossilício. As partículas sob investigação são transportadas por uma calha vibratória para a zona de medição, onde passam por uma fonte de luz planar em queda livre. As projeções de sombra resultantes são capturadas por um sistema de câmeras e avaliadas em tempo real. O CAMSIZER P4 apresenta a exclusiva tecnologia de câmera dupla. Uma câmera (ZOOM) detecta partículas finas com grande precisão e uma segunda câmera (BASIC), com ampliação menor, mas campo de visão maior, detecta partículas grandes simultaneamente. Esta é uma vantagem inestimável porque o CAMSIZER P4 pode analisar todas as partículas dentro de uma amostra sem quaisquer ajustes de hardware e sem perder a precisão para partículas muito grandes ou muito finas. Graças às duas câmeras, as condições ideais de medição podem ser estabelecidas para toda a faixa de tamanho, tornando a análise extremamente conveniente e precisa.

A grande vantagem desta disposição é a grande quantidade de amostras que pode ser processada em um tempo de análise muito curto, de apenas alguns minutos. O CAMSIZER P4 dispensa manutenção e, portanto, oferece uma alternativa mais rápida e confiável à análise por peneira tradicional. Graças ao seu design robusto, o CAMSIZER P4 é insuscetível a vibrações e poeira. O instrumento pode, portanto, operar tanto em uma planta industrial quanto em um ambiente de laboratório.

Ferrossilício - Figura 2
Figura 2: 
O analisador dinâmico de imagens CAMSIZER P4
Ferrossilício - Figura 3a
Ferrossilício - Figura 3b
Ferrossilício - Figura 3c
Figura 3: 
Pedaços de ferrossilício na calha de alimentação do CAMSIZER P4 (esquerda), partícula de ferrossilício em uma imagem ao vivo do CAMSIZER P4 (meio), amostra de ferrossilício na caixa coletora após a medição (direita).

Exemplo de medição: Diferentes graus de FeSi

Neste exemplo, apresentamos os resultados da análise do tamanho das partículas de diferentes graus de ferrossilício (Fig. 4). Todas as medições foram realizadas com um analisador de imagem CAMSIZER P4. A amostra mais fina está em uma faixa de tamanho de 0,2 mm a 0,7 mm. A maior amostra contém partículas de até 30 mm, que é o limite superior de tamanho do CAMSIZER P4. A repetibilidade dos resultados é um fator essencial para avaliar a confiabilidade de um dispositivo de medição. O CAMSIZER P4 pode detectar e analisar centenas de milhares ou até milhões de partículas em poucos minutos. A distribuição de tamanho é, portanto, baseada em um enorme conjunto de dados, conferindo ao resultado um alto nível de confiança e levando a uma grande repetibilidade (Fig. 5).

Ferrossilício - Figura 4
Ferrossilício - Figura 5
Figura 4: 
Análise com CAMSIZER P4 de diferentes graus de ferrossilício (observe a escala logarítmica do eixo x). Distribuição cumulativa Q3
Figura 5: 
Duas medições consecutivas de uma amostra de FeSi. A faixa de tamanho é de 0,2 mm – 0,7 mm. Uma pequena quantidade de poeira < 100 μm também é detectável. Distribuição cumulativa Q3 e distribuição de densidade q3.

A caracterização de partículas com Análise Dinâmica de Imagens oferece uma ampla gama de parâmetros diferentes que podem ser determinados para cada partícula: estão disponíveis diferentes definições de tamanho para comprimento, largura e diâmetro de área igual, bem como vários parâmetros de forma, como proporção de aspecto, circularidade, convexidade e muito mais. Se for necessária comparabilidade com a análise por peneira tradicional, a definição de tamanho "largura das partículas" é usada para calcular a distribuição. O peneiramento também permite medição de largura, uma vez que as partículas passam pelas aberturas com a menor superfície de projeção (Fig. 6). A comparabilidade dos resultados do CAMSIZER P4 e da análise por peneira pode ser facilmente estabelecida (Fig. 7).

Ferrossilício - Figura 6
Ferrossilício - Figura 7
Figura 6: 
Malha de peneira. Se a definição de tamanho xc min (largura das partículas) for usada para calcular a distribuição, será alcançada a melhor correlação com peneiramento
Figura 7: 
Resultado do CAMSIZER P4 de uma amostra de FeSi na faixa de tamanho de 2 mm – 6 mm (vermelho). Os asteriscos pretos (*) representam a análise por peneira correspondente.

Sumário

O CAMSIZER P4 é ideal para medição de ferrossilício e outros metais granulares em tamanhos que variam de 20 μm a 30 mm. Isso é conseguido através da implementação da tecnologia exclusiva de câmera dupla: duas câmeras, com ampliação e tamanho de imagem diferentes, medem partículas grandes e pequenas simultaneamente. Portanto, toda a faixa de medição está disponível para cada análise sem quaisquer modificações no sistema óptico. Ao escolher os parâmetros de avaliação corretos, uma correlação perfeita com a análise por peneira pode ser facilmente estabelecida. As especificações do produto, que geralmente são baseadas nos resultados da peneira, podem permanecer inalteradas.

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Analisador de tamanho e formato de partículas Camsizer P4


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