一期焦样 8 干熄焦排出 1-1#至1-8# 干法熄焦
二期焦样 7 干熄焦排出 2-1#至2-7# 干法熄焦
四期焦样 6 电车平台 4-1#至4-6# 热焦炭空气中自然熄灭
2.1.1一期制样
将21种焦样做如下处理:
(1)选取所观察的部分切割成块,磨平并抛光,用来观察焦炭气孔结构。
(2)部分焦样上有黑色成分,敲打获取黑色部分研磨成200目粉末,分析微观结构。
(3)剩余每种焦样均为银色部分,分成三份,一份制成200目粉末,用于做XRD,一份制成80目粉末,用于做工业分析,最后一份预留下来备份。
2.2.2二期制样
第二批来自宝钢的焦炭样品若干块敲制成200g的球一份,平均尺寸20mm,300g的球两份,平均尺寸30mm,对其进行熔损反应试验,反应性试验,热失重试验,强度测试。
2.2焦炭气孔结构的表征
2.2.1 样品准备
21种煤焦样,经过切片(约25mm×25mm见方)、磨样、机械抛光(磨料使用Cr2O3)、清洗和干燥一系列处理,用作显微镜观察。
图2.1 图像处理流程图
2.2.2 图像拾取和存储
焦炭块样在压平器下压过后被固定在显微镜载物台上,试样可随载物台平移,且步长可调。我们使用5倍物镜(实际放大50倍)观察焦炭切面,摄像头的分辨率为2088pix×1552pix(像素),尺寸标定后确定所抓取的图像的实际大小为1401μm×1041μm。在抓取图像之前,先要对图像的颜色和亮度(或曝光时间)进行调整,这里使用自动白平衡,曝光时间则根据具体试样的不同从300ms到350ms不等。抓取后的图像以G格式存放于电脑中,大小在200K到300K之间。为统计需要,我们对每个焦样抓取20幅照片,逐格抓取,横向间隔为1.5mm,纵向为1.0mm。对于那些整个视域落入气孔或者气孔面积占到视域80%以上(根据肉眼估计)的图片则舍去不予抓取。最后,为所有图片编号并归类存放于相应的文件夹中。
2.2.3 图像处理
以下我们以焦样第1号照片为例来具体说明图像处理的过程,图2.3为其原始照片。
2.2.3.1 图像转换和降噪
所抓取的原始焦炭图片为真彩图,首先将其转化为256阶灰度图(8-bit图)。其后对图像进行降噪处理,采用中值滤波(Meadian Filter),中值滤波的最大的优点是在过滤噪声的同时,还能很好的保护边缘轮廓信息。但就大多数情况而言,滤波对图像的影响不大。
2.2.3.2 图像分割
图像分割的目的在于要将256阶灰度图转变为仅有黑(灰度值为0)和白(灰度值为1)两种颜色构成的所谓二值图,方便以后的计算。这一过程是通过选取适当的灰度阀值(Threshold,亦称作门限)来实现的,如图2.2所示。阀值调整框的上半部分为灰度直方图,我们将超过阀值部分的灰度重新分配以最大灰度值1(即白色),而低于阀值的部分则分配以最小灰度值0(即黑色)。在焦样的灰度图中,亮的部分为焦炭基质,暗的部分为孔洞,在调整阀值时,把图像的背景(即焦炭孔洞)转变为黑色,而把焦炭基质转变为白色,这样得到的图像就成了黑白二值图。在具体分割时,通过对分割前后照片的反复对照比较,确定最佳的阀值在70~80之间,根据具体图像略有变化。
图2.2 阀值调整框
最后,还要进行两次打开(Open)操作,即腐蚀(Erode)后膨胀(Dilate),目的在于使毗邻的孔隙能够得到更好的分离。
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