钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系-论文.pdf

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1、第24卷第1O期钢铁研究学报Vo1．24，No．102012年1O月JournalofIronandStee1ResearchOctoher2012钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系郭洛方，李宏，王耀(1．北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083；2．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)摘要：利用Matlab图像处理功能计算了钢中夹杂物SEM图像的边缘、二维和三维分形维数，并讨论了边缘分形维数与夹杂物颗粒微观凝聚机制和三维分形维数与其融入顶渣中动力学之间的关系。结果

2、表明：边缘分形维数可定量地表征夹杂物边界轮廓线的曲折复杂程度；对非润湿夹杂物颗粒来说，其边缘分形维数越大，表明气泡易于在其表面生成，从而更加有力于夹杂物的碰撞凝聚长大；夹杂物颗粒的三维分形维数越小，更有利于夹杂物融入渣中而被去除；分形维数是一个影响不规则夹杂物颗粒碰撞、凝聚和去除的重要参数。关键词：图像处理；分形维数；形貌结构；碰撞凝聚；吸收去除文献标志码：A文章编号：1001—0963(2012)10—0033—06FractalDimensionofNonmetallicInclusionsandR

3、elationshipWithItsMorphologyinSteelGUOLuo—fang～，LIHong，WANGYao，(1．StateKeyLaboratoryofAdvancedMetallurgy，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，B

4、eijing100083，China)Abstract：Theborder，2Dand3DfractaldimensionsofSEMimageofinclusionsinsteelwerecalculatedbyusingimageprocessingfunctionofMatlabsoftware，andtherelationshipbetweenborderfraetaldimensionandmicroag—glomeratingmechanismofinclusionparticles，asw

5、ellas3Dfractaldimensionandthedissolutiondynamicofinclu—sioninslagwerediscussed．TheresultsshowthatthecomplexityOfborderofinclusioncanbespecifiedquantita-tivelybyborderfraetaldimension；bubblesareeasilygeneratedonthesurfaceofinclusionparticle，ofwhichthebord

6、erfraetaldimensionislarge，thatishelpfulforagglomerationofinclusionparticles；moresmaller3Dfractal．dimension，morebenefieialfordissolutionofinclusioninslag；fracta1dimensioniSanimportantinfluencefactorforcollision，agglomerationanddissolutionofirregularinclus

7、ionparticles．Keywords：imageprocessing；fractaldimension；morphologystructure；agglomeration；dissolution由于对洁净钢和超洁净钢技术发展的迫切需程中裂纹开裂的起点。所以，了解夹杂物形貌特征，求，对钢中非金属夹杂物控制的研究是近几年来炼并对其进行定量描述，更有利于对不规则形貌夹杂钢界研究的重点和热点。大多数研究都偏重于对钢物的碰撞凝聚和被熔渣吸收的微观机制做深层次的中非金属夹杂物的来源、成分、尺寸、碰撞长大、上浮

8、探讨和分析。去除及炉衬壁面黏附等方面，但很少对夹杂物的形分形理论是研究凝聚体的形貌特征和凝聚长大貌特征做具体的定量研究和分析。夹杂物的形貌特动力学过程的有力工具。李宏等[1]采用分形理论征不仅影响着夹杂物本身的碰撞凝聚、上浮等行为，中DLA(有限扩散凝聚)模型应用计算机编程模拟而且其不规则形貌的棱角很有可能成为钢材轧制过夹杂物粒子的随机移动和凝聚过程，并发现模拟结基金项目：国家自然科学基金资助项目(51074020)作者简介：郭洛方(198