胡昊天,郑雅芝,郑健南,潘家辉

(华南师范大学 软件学院,佛山 528225)

1 引言

高炉渣为高炉炼铁过程中的副产品.每冶炼1 吨生铁可产生约350 kg 的高炉渣副产品.近几年来,钢铁产业稳定发展,国内生铁产量保持增长.2018年,我国的生铁产量达到了7.71 亿吨,高炉渣产出量也高达2.7 亿吨.在1400～1500 ℃温度范围内,会发生高炉渣出渣行为,且1 吨渣显热约为1740 MJ.据此计算,我国每年高炉熔渣显热的损失量约4698 亿MJ.目前,国内外高炉熔渣广泛采用水淬法处理工艺[1],但因其能耗大且会造成环境污染问题,工业上在不断寻求替代方案.高炉渣经过传统工艺处理后,主要用于生产售卖价格仅为约40 元/吨的低附加值产品,如路基材料、水泥等.

采用高炉熔渣直接成纤工艺[2]制备高附加值的绝热保温材料,不仅能够大大提高熔渣显热的利用率,而且极大增加了高炉渣的附加价值,高达2000 元/吨.高炉熔渣直接成纤工艺需要在高温环境下进行,过程量难以测量,而且工艺过程复杂,在调质均质过程、热量补偿等方面尚存在科学理论问题没有突破.故该技术至今尚未实现普遍的工业化应用.考虑到传统研究方法的实验成本和时间成本高昂,为此,本文提出了一种非接触式的研究方法,即借助分块式CCD 视频拍摄系统获取铁尾矿在高温熔池中的动态可视化数据(时序图像),利用图像分析中的层次聚类算法与区域生长算法跟踪目标分析铁尾矿的熔融过程,通过建立二氧化硅颗粒熔融过程……