Search

フェロシリコン 動的画像解析法による粒子径および形状の測定

Ferrosilicon (FeSi) is an alloy of iron and silicon with a very variable silicon content between 10% and 90%. It is used as a so-called master alloy in steel production, which is added in small amounts in order to adjust the properties of the melt, the cooling process and the finished product.

The main advantage of FeSi is its deoxidizing effect (i. e. it reduces metals from their oxides), but it also helps to prevent the loss of carbon. Furthermore, ferrosilicon is used in electrode coatings and in the production of silicon, hydrogen and magnesium.

Ferrosilicon is produced either in a blast furnace or electric arc furnace by the reduction of quartz sand (SiO2) with coke in the presence of iron. The melt is poured out of the furnace and solidifies in the form of a flat sheet.

After cooling, this sheet is crushed by appropriate machinery and then further processed in a crusher. The resulting particle size distribution ranges from fine dust-like particles to cm-sized chunks. The FeSi is sifted into different size grades for further use.

Microtrac's CAMSIZER series is ideally suited for the particle size distribution analysis of ferrosilicon and other granular metals. Microtrac analyzers are used both for quality control industrial applications as well as research purposes. 

フェロシリコン - 図 1
図 1: 
フェロシリコン
粒子径分布・粒子形状分析装置 Camsizer P4

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

CAMSIZER P4による動的画像解析

動的画像解析式のCAMSIZER P4は、20μmから30mmの範囲で粒子の大きさや形状を測定することができるので、フェロシリコンのルーチン分析に最適です。対象となる粒子は、振動シュートによって測定ゾーンに運ばれ、平面状の光源を自由落下で通過します。その結果生じる影の投影は、カメラシステムによって撮影され、リアルタイムで評価されます。CAMSIZER P4には、独自の「デュアルカメラテクノロジー」が搭載されています。1台のカメラ(ZOOM)で微細な粒子を高精度に検出し、倍率は低いが視野の広い2台目のカメラ(BASIC)で大きな粒子を同時に検出します。これは、CAMSIZER P4がハードウェアの調整なしに1つのサンプル内のすべての粒子を分析でき、非常に大きな粒子でも非常に微細な粒子でも精度を落とさずに分析できるという貴重な利点です。また、2台のカメラを使うことで、すべての粒子径に対して理想的な測定条件を設定することができ、非常に便利で正確な分析が可能になります。

この配置の大きな利点は、数分という非常に短い分析時間で膨大な量のサンプルを処理できることです。CAMSIZER P4はメンテナンスフリーなので、従来のふるい分け分析に比べて、より迅速で信頼性の高い分析が可能です。CAMSIZER P4は堅牢な設計で、振動や粉塵の影響を受けません。そのため、実験室だけでなく、工場での使用も可能です。

フェロシリコン - 図 2
図 2: 
動的画像解析式 粒子径・粒子形状分析装置CAMSIZER P4
フェロシリコン - 図 3a
フェロシリコン - 図 3b
フェロシリコン - 図 3c
図 3: 
CAMSIZER P4の供給シュート上のフェロシリコンの塊(左)、CAMSIZER P4のライブ画像上のフェロシリコン粒子(中)、測定後のコレクターボックス内のフェロシリコンサンプル(右)

Measurement example: Different grades of FeSi

In this example we present the results of the particle size analysis of different grades of ferrosilicon (Fig. 4). All measurements have been made with a CAMSIZER P4 image analyzer. The finest sample is in a size range from 0,2 mm to 0,7 mm. The largest sample contains particles up to 30 mm, which is the upper size limit of the CAMSIZER P4. Repeatability of the results is a key factor to evaluate the reliability of a measurement device. The CAMSIZER P4 can detect and analyze hundreds of thousands or even millions of particles within a few minutes. The size distribution is therefore based on a huge dataset, giving the result a high confidence level and leading to great repeatability (Fig. 5).

フェロシリコン - 図 4
フェロシリコン - 図 5
図 4: 
CAMSIZER P4によるフェロシリコンの異なるグレードの分析(X軸の対数スケーリングに注意)。累積分布 Q3
図 5: 
FeSiのサンプルを2回連続して測定。サイズの範囲は0.2mm~0.7mm。少量のダスト<100μm>も検出されています。累積分布Q3と密度分布Q3

Particle characterization with Dynamic Image Analysis offers a wide range of different parameters that can be determined for every particle: different size definitions for length, width and equal area diameter are available, as well as various shape parameters such as aspect ratio, roundness, convexity and many more. If comparability to traditional sieve analyse is required, the size definition “particle width” is used to calculate the distribution. Sieving allows width measurement as well since the particles pass the apertures with the smallest projection surface (Fig. 6). Comparability of CAMSIZER P4 results and sieve analysis can easily be established (Fig. 7).

フェロシリコン - 図 6
フェロシリコン - 図 7
図 6: 
ふるいのメッシュ。サイズ定義xc min(粒子幅)を用いて分布を計算すると、ふるい分けとの相関性が最も高くなります。
図 7: 
CAMSIZER P4によるFeSiサンプル(2 mm - 6 mm)の分析結果(赤)。黒のアスタリスク(*)は対応するふるい分析結果を示しています。 

概要

The CAMSIZER P4 is ideal for the measurement of ferrosilicon and other granular metals in a size range from 20 μm to 30 mm. This is achieved by the implementation of the unique dual-camera-technology: two cameras with different magnification and image size measure large and small particles simultaneously. Therefore, the entire measurement range is available for every analysis without any modifications to the optical system. By choosing the right evaluation parameters, a perfect correlation to sieve analysis can easily be established. Product specifications that are usually based on sieve results can remain unchanged.

Microtrac MRB 商品 & お問合せ

粒子径分布・粒子形状分析装置 Camsizer P4


このアプリケーションノートで使用されている動的画像解析に関する詳細はこちらです

無料相談のお問い合わせ


お客様のご用途に合わせて最適な製品をご提案いたします。