一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法及系统，该方法包括：采用工业

【技术实现步骤摘要】
一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法及系统


[0001]本专利技术涉及高炉炼铁用球团强度评价
，特别涉及一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着钢铁行业的快速发展，富矿日益减少，贫矿日益增多，生产成本日益增加
。
而现代高炉追求以大规模和最低成本来生产铁水
。
因此现代高炉对含铁炉料的需求增加，特别是大型高炉对含铁炉料的需求更胜
。
目前，球团矿是高炉炼铁的主要原料
。
高炉主要的炉料结构是以烧结矿为主配加一定的球团矿和块矿
。
由于球团矿的生产成本和污染排放都远低于烧结矿
。
且球团矿由于常态强度高，粒度均匀，粉末少，含铁品位高，还原性好等优点，在高炉的入炉量逐渐增加
。
因此球团质量对降低高炉能耗，提高高炉产量起了至关重要的作用
。
[0003]球团矿在入炉前对其抗压强度有一定的要求，而球团强度的强弱与其内部孔隙的分布息息相关
。
球团的抗压强度直接影响球团矿质量，但目前并没有能够统一反映球团矿抗压强度的指标
。
而球团内部结构复杂，采用常规压汞法只能检测出其整体孔隙率且不能得到内部封闭孔数据，对大小不一致的球团尺寸和球团不同孔隙范围对强度的影响无法给出一个统一的指标来进行对比分析
。
[0004]目前还没有一种方法能够得到球团内部所有孔隙数据，并将大小不一致的球团尺寸统一，更没有这方面的指标能够表征球团孔隙对强度的影响
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法及系统，以解决目前没有方法能够得到球团内部所有孔隙数据，并将大小不一致的球团尺寸统一，更没有这方面的指标能够表征球团孔隙对强度的影响的技术问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法，所述基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法包括：
[0008]采用工业
CT
对待测球团试样进行逐层扫描，得到所述待测球团试样的多幅球团切片二维
CT
扫描结构图像；
[0009]基于球团切片二维
CT
扫描结构图像，提取出孔隙相关数据；
[0010]基于提取出的孔隙相关数据，计算球团孔隙指数；
[0011]基于计算出的球团孔隙指数表征待测球团试样的球团矿强度；其中，所述球团孔隙指数越大，表示球团矿强度越好，反之，表示球团矿强度越差
。
[0012]进一步地，基于球团切片二维
CT
扫描结构图像，提取出孔隙相关数据，包括：
[0013]将得到的所述待测球团试样的多幅球团切片二维
CT
扫描结构图像进行逐层叠加，得到所述待测球团试样的整体三维
CT
扫描结构图像；
[0014]基于所述三维
CT
扫描结构图像提取出孔隙相关数据；其中，所述孔隙相关数据包括：孔隙的体积
、
孔隙的表面积以及孔隙的三维扫描坐标数据
。
[0015]进一步地，所述基于提取出的孔隙相关数据，计算球团孔隙指数，包括：
[0016]基于所述三维
CT
扫描结构图像，根据其中各孔隙的三维扫描坐标数据，计算出各孔隙距
CT
扫描中心点的距离，然后得到所有孔隙中距
CT
扫描中心点的最近距离
d
最近
和所有孔隙中距
CT
扫描中心点的最远距离
d
最远
；
[0017]计算出所述待测球团试样的球半径
[0018]根据所述待测球团试样的球半径
r
，计算得到所述待测球团试样的体积
V
；
[0019]基于孔隙的体积和表面积，计算得到各孔隙的孔径；
[0020]统计出孔径小于预设阈值的孔隙数量
M
；
[0021]计算出球团孔隙指数
[0022]进一步地，所述统计出孔径小于预设阈值的孔隙数量，包括：
[0023]根据孔隙的孔径将不同球团的孔隙按照孔径大小划分为微孔
、
中孔和大孔；其中，其中，所述微孔指的是孔径小于
20um
的孔隙，所述中孔指的是孔径在
20
～
60um
范围内的孔隙，所述大孔指的是孔径大于
60um
的孔隙；
[0024]统计出所述待测球团试样中的微孔数量
、
中孔数量和大孔数量；其中，在计算球团孔隙指数
P
时，孔径小于预设阈值的孔隙数量指的是微孔数量
。
[0025]另一方面，本专利技术还提供了一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的系统，所述基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的系统包括：
[0026]扫描模块，用于采用工业
CT
对待测球团试样进行逐层扫描，得到所述待测球团试样的多幅球团切片二维
CT
扫描结构图像；
[0027]数据处理模块，用于：
[0028]基于球团切片二维
CT
扫描结构图像，提取出孔隙相关数据；
[0029]基于提取出的孔隙相关数据，计算球团孔隙指数；
[0030]基于计算出的球团孔隙指数表征待测球团试样的球团矿强度；其中，所述球团孔隙指数越大，表示球团矿强度越好，反之，表示球团矿强度越差
。
[0031]进一步地，基于球团切片二维
CT
扫描结构图像，提取出孔隙相关数据，包括：
[0032]将得到的所述待测球团试样的多幅球团切片二维
CT
扫描结构图像进行逐层叠加，得到所述待测球团试样的整体三维
CT
扫描结构图像；
[0033]基于所述三维
CT
扫描结构图像提取出孔隙相关数据；其中，所述孔隙相关数据包括：孔隙的体积
、
孔隙的表面积以及孔隙的三维扫描坐标数据
。
[0034]进一步地，所述基于提取出的孔隙相关数据，计算球团孔隙指数，包括：
[0035]基于所述三维
CT
扫描结构图像，根据其中各孔隙的三维扫描坐标数据，计算出各孔隙距
CT
扫描中心点的距离，然后得到所有孔隙中距
CT
扫描中心点的最近距离
d
最近
和所有孔隙中距
CT
扫描中心点的最远距离
d
最远
；
[0036]计算出所述待测球团试样的球半径
[0037]根据所述待测球团试样的球半径
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法，其特征在于，包括：采用工业
CT
对待测球团试样进行逐层扫描，得到所述待测球团试样的多幅球团切片二维
CT
扫描结构图像；基于球团切片二维
CT
扫描结构图像，提取出孔隙相关数据；基于提取出的孔隙相关数据，计算球团孔隙指数；基于计算出的球团孔隙指数表征待测球团试样的球团矿强度；其中，所述球团孔隙指数越大，表示球团矿强度越好，反之，表示球团矿强度越差
。2.
如权利要求1所述的基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法，其特征在于，基于球团切片二维
CT
扫描结构图像，提取出孔隙相关数据，包括：将得到的所述待测球团试样的多幅球团切片二维
CT
扫描结构图像进行逐层叠加，得到所述待测球团试样的整体三维
CT
扫描结构图像；基于所述三维
CT
扫描结构图像提取出孔隙相关数据；其中，所述孔隙相关数据包括：孔隙的体积
、
孔隙的表面积以及孔隙的三维扫描坐标数据
。3.
如权利要求2所述的基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法，其特征在于，所述基于提取出的孔隙相关数据，计算球团孔隙指数，包括：基于所述三维
CT
扫描结构图像，根据其中各孔隙的三维扫描坐标数据，计算出各孔隙距
CT
扫描中心点的距离，然后得到所有孔隙中距
CT
扫描中心点的最近距离
d
最近
和所有孔隙中距
CT
扫描中心点的最远距离
d
最远
；计算出所述待测球团试样的球半径根据所述待测球团试样的球半径
r
，计算得到所述待测球团试样的体积
V
；基于孔隙的体积和表面积，计算得到各孔隙的孔径；统计出孔径小于预设阈值的孔隙数量
M
；计算出球团孔隙指数
4.
如权利要求3所述的基于微观孔隙指数表征球团矿强度指标的方法，其特征在于，所述统计出孔径小于预设阈值的孔隙数量，包括：根据孔隙的孔径将不同球团的孔隙按照孔径大小划分为微孔
、
中孔和大孔；其中，其中，所述微孔指的是孔径小于
20um
的孔隙，所述中孔指的是孔径在
20
～
60um
范围内的孔隙，所述大孔指的是孔径大于
60um
的孔隙；统计出所述待测球团试样中的微孔数量
、
中孔数量和大孔数量；其中，在计算球团孔隙指数
P
时，孔径小于预设阈值的孔隙数量指的是微孔数量
。5.
一种基于微观...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟，周恒，孙大为，寇明银，吴胜利，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：