不同MgO含量低硅烧结矿孔隙分布的多重分形研究

利用压汞仪测定了不同MgO条件下的低硅烧结矿样品的孔隙分布,结合多重分形理论计算了其孔隙分布的分形特征.研究结果表明,随着MgO含量的增加,烧结矿样品水银浸人增量与孔径尺寸之间的关系满足多重分形理论,当MgO含量为2.6％时,孔隙具有较好的分形结构,气孔尺度分布较均匀,气孔大,气孔率较好,有利于冶金性能的改善.适量的MgO含量可以提高低硅烧结矿的冶金性能,改善炉渣的稳定性、流动性,有利于高炉顺行.     

低硅烧结矿表面的多重分形谱计算和分析

通过烧结杯试验制备了不同碱度的低硅烧结矿样品。利用SEM(扫描电子显微镜)对样品的表面形貌进行了表征。利用多重分形软件计算不同碱度烧结矿的多重分形谱。随着碱度提高,多重分形谱的宽度增加,烧结矿的表面形貌变得更加复杂,与SEM图像一致;多重分形谱最大和最小概率子集维数的差别减小,并且由正值变为负值,烧结矿孔隙由以宏观孔隙为主变为以微观孔隙为主,孔隙率提高。多重分形谱的计算结果定量地表征了烧结矿孔隙的分布形态,与扫描电镜图像结果一致。     

低硅烧结矿粒度分布的分形特征研究

烧结矿的粒度组成情况是衡量烧结矿质量的一个重要指标。根据分形几何学理论,通过烧结对比实验,探讨了低硅烧结矿粒度分布的分形特征,确立了粒度分布的分形维数与SiO2含量之间的关系,并结合低硅烧结矿的扫描电镜照片,分析了分形维数与低硅烧结矿微观结构的相关性。通过对低硅烧结矿粒度分布的定量描述,为预报及优化烧结矿的粒度组成,并为烧结矿的进一步深入研究提供了新的思路、新的途径。     

多重分形参数在烧结矿中的表征

研究了不同MgO含量下烧结矿表观形貌的冶金性能与多重分形参数之间的对应关系.结果表明：多重分形可用于烧结矿的定量表征;Δα值的大小反映了整个分形结构上概率测度即磁铁矿分布的集中性和均匀性;f（α）max的值反映分形结构上概率测度即磁铁矿数量的多少.     

低硅烧结矿孔隙的表面结构和分形维数计算

 通过烧结杯试验制备了不同碱度和不同MgO含量2个系列的低硅烧结矿样品。利用XRD（X射线衍射仪）和TEM（透射电子显微镜）分别对样品的结构和表面形貌进行了表征。随碱度和MgO含量提高,CaFe2O4和Fe3O4含量发生了显著变化;孔隙结构由柱状变为溶蚀网状,更加复杂。利用单重分形软件和表面分形模型分别计算了2个系列样品的表面分形维数([Dss]和[Dsv])。随着碱度和MgO含量提高,表面分形维数增加;利用表面分形模型计算的[Dsv]和[Rsv]（线性相关系数）大于单重分形软件计算的[Dss]和[Rss],表面分形模型可以反映更多细节,且相关性更好。因此可以用表面分形模型替代传统的单重分形软件来表征孔隙结构的复杂性,解决了孔隙表面形貌拍摄的困难和选择区域的局限性。     

不同氧化镁含量烧结矿粒度分布的分形研究

通过对不同MgO含量烧结矿破碎体的筛上、筛下物分布规律的研究,计算得出了烧结矿粒度分布的分形维数,线性相关系数均大于0.97,说明使用分形维数定量表征烧结矿在不同MgO含量条件下的粒度组成是可行的.结果表明:分形维数随着MgO含量的增加而增加,在一定程度上可以定量估测烧结矿中MgO含量的范围,并结合微观结构,合理解释了转鼓强度、成品率和分形维数之间的关系.为更加深入表达不同MgO含量的烧结矿的有关数值模型提供了新的理论依据和研究方法.     

变碱度条件下低硅烧结矿孔径分布的多重分形

 利用压汞仪测定了不同碱度的低硅烧结矿样品的孔径分布。采用多重分形理论计算其孔径分布的分形特征,并结合冶金性能分析探讨了三者之间的关系。研究结果表明,随着碱度的增加,低硅烧结矿的孔径分布经历了一个从不均匀到均匀的变化过程。碱度为2.0时,其谱宽Δα最小,多重分形结构较均匀,分形特征较好。此时孔径分布较均匀,气孔较大,有利于冶金性能的改善。测定样品冶金性能的结果表明,当碱度为2.0时,其综合性能最好。     

低硅烧结矿显微结构的分形

 低硅烧结矿显微结构决定了其宏观冶金性能。而分形理论可以有效的对其复杂的显微结构进行描述并建立显微结构和宏观性能的关系。本文基于烧结矿SEM图像的特点,设计了计算烧结矿分形维数的计算程序FWJS。利用程序,采用周长—面积法,计算了烧结矿二维显微结构中晶界的分形维数。在此基础上获得了不同温度下晶粒晶界的分形维数,同时测定烧结饼的冶金性能,建立了晶界分形维数与其冶金性能的关系,并结合扫描电镜、X射线衍射等实验手段对其数值及相关关系进行了合理解释。     

低硅烧结矿的分形研究

通过对低硅烧结矿破碎体的筛上、筛下物分布规律的研究,计算得出了烧结矿质量分形维数,其值介于2.1~2.6之间,线性相关系数均大于0.97。并且初步获得了烧结矿质量分形维数与烧结矿冷态性能、低温还原粉化性能以及荷重软化性能之间的关系。     

低硅烧结矿抗压强度的机理研究

应用分形理论研究了低硅烧结矿的抗压强度。结果表明:应用分形理论来定量描述烧结矿的微观结构是切实可行的,其分形维数介于1.1~1.6之间;1 300℃是分形维数和抗压强度的极大值温度点,在温度两侧抗压强度均随分形维数的增加而提高;1 300℃以下,分形维数和抗压强度随温度的提高而增加,1 300℃以上,规律性不明显;定量表征了微型烧结温控是1 300℃的机理。     

不同巴西粉配比的低硅烧结矿粒度分布分形特征

探讨了低硅烧结矿在不同高品位巴西粉条件下粒度分布的分形特征,并用最小二乘法测定了其分形维数.低硅烧结矿的粒度组成具有分形特征,可以用分形维数定量表征低硅烧结矿的粒度组成,同时获得了其分形维数随巴西粉的增加而增加以及在不同巴西粉条件下烧结矿冷态冶金性能的变化趋势.研究表明,使用分形维数定量表征不同巴西粉条件下的粒度组成是可行的.     

等离子喷涂氧化钇稳定氧化锆涂层的分形特征与断裂韧性

采用超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂制备了微米级氧化钇稳定氧化锆（yttria-stabilized zirconia,YSZ）基热障涂层,使用SprayWatch-2i系统测试喷涂过程中粒子飞行速度及表面温度,通过扫描电镜和图像分析技术表征涂层微观结构,利用压痕法测试了断裂韧性和弹性模量,采用基于分形思想的面积-周长幂率定量表征两种工艺条件下孔隙不规则形态,并研究了分形维数对涂层断裂韧性的影响。结果表明:超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂YSZ涂层孔隙都具有分形特性;超音速等离子喷涂YSZ涂层分形维数是普通等离子喷涂涂层的1.12倍,孔隙结构更复杂,涂层断裂韧性更高。     

冶金多孔介质结构的分形现象

采用计盒维数方法对典型冶金多孔介质－焦炭及焦矿床层的结构进行了分形研究,结果表明所研究的多也南结构存在分形现象,其分形计盒维数为１．６６－１．８１,焦炭多孔介质 计盒维数随焦炭孔隙率的降低而增加。     

Effects of Microwave Heating on Pore Fractal Properties of Blast Furnace Sludge

Effects of microwave heating on the pore fractal properties of blast furnace sludge (BFS) and relative mechanism were studied. The results show that the morphology features of iron bearing sinter and coke particles, which arc the main constituents of the BFS, were remarkably changed by microwave heating. The porosity, surface roughness and specific surface area of modified particle surface all increased obviously. Combining with fractal method called Sicrpinski model, the fractal dimensions of sinter, coke and others increased from 2.35, 2. 21 and 2. 58 to 2.65, 2.44 and 2.61 respectively, after modification by microwave heating. The results predicted that the reaction mechanism of microwave heating for BFS is related to two aspects. Different mineral phases existed in BFS particles incline to dissociate each other due to their different microwave absorbability; some recombination or reconstruction of matters or structure leads to structure defects, which have great influences on the surface morphology characteristics and chemical properties. The research indicated that fractal dimension can be used as an effective factor for quantitative analysis of the pore changes in morphology of the sludge. Furthermore, it is helpful for separation and extraction of valuable constituent from BFS.     

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The pore distribution of low silica sinter samples with different C was measured by pressure mercury, and the fractal characteristic of pore distribution was calculated with multifractal theory. With the amount of C increasing, ???? is the least when the mass percent of C is 3. 7%, furthermore, the value of ??f(??) changes from negative to positive in the vicinity 3. 7%, the number of maximum probability element increases relatively, so the sinter has good multiple fractal structure and fractal features. If the amount of C continues increasing, the size of pores will drop, then fractal features will becomes less pronounced. The results also show when the mass percent of C is 3. 7%, its metallurgical properties is optimal.     

应 力 腐 蚀 断 口 的 分 形 行 为

 分形图像的原始图像一般为灰度图像，针对灰度图像的特点，采用像素点覆盖法，研究了应力腐蚀断口形貌的分形特征。结果表明：像素点覆盖法所采用的测量尺度是构成图像的最小尺寸——像素点的尺寸。因此，用此方法计算得到的维数可较准确地描述断口的分形行为；对该方法进行改进，针对特征部位取边界，可使所计算的分形维数更有针对性；分形维数与应力腐蚀断口形貌有一定的关系，断口分形维数与断口粗糙度和复杂度呈正相关关系。