基于图像分析的 blast furnace 料库材料形状表征
软凝聚态物质
2025-11-18 v1
摘要
在本研究中，我们尝试表征铁和钢铁行业常用的三种不同类型颗粒的形状，即颗粒(pellet)、矿渣(sinter)和铁矿块石(iron ore lump)。我们选择粒子覆盖其在工业规模 blast furnace 中使用的所有尺寸范围，并考虑颗粒的两种不同尺寸范围以及矿渣和铁矿块石的四种不同尺寸范围。我们进行图像分析以计算颗粒的尺寸和形状相关属性。我们选取一些常用的长度尺度来衡量颗粒的尺寸，并将其分为不同类别。我们展示了特定类别类的长度尺度彼此之间存在良好的相关性。我们从不同类别的颗粒中识别出独立且不相关的尺度。利用这些不相关的尺度，我们定义不同的形状描述符并获取每个 blast furnace 料库组成部分的这些形状描述符的分布。我们的图像分析结果表明，这些形状描述符的累积分布曲线对给定材料类型的尺寸范围几乎是独立的。我们的研究确定了三个关键形状描述符，这些描述符是表征 blast furnace 料库形状所必需的。其中两个描述符，即长宽比(aspect ratio)和圆整度(circularity)，已被此前的研究者认为是重要的。第三个描述符，即平均接触离心率与投影颗粒直径之比，此前的研究中通常不认为是重要的形状描述符，但在颗粒材料的离散元素法(DEM)仿真中具有高度相关性。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.13151,
title = {Shape Characterization of Ferrous Burden Material of Blast Furnace Feed using Image Analysis},
author = {Arijit Chakrabarty and Aman Tripathi and Vimod Kumar and Anurag Tripathi and Arpit Agarwal and Vishwaraj Singh and Saprativ Basu and Samik Nag},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13151},
year = {2025}
}
备注
45 Pages, 25 Figures, 7 Tables