【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分析方法，具体涉及一种钢中非金属夹杂物统计分析方法，属于炼钢。
技术介绍
1、钢中非金属夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性，易造成钢成分和组织不均匀，使其力学性能受到影响，对钢材物理化学性能产生不利影响。特别是，大尺寸非金属夹杂物对钢材性能有着极为重要的影响。因此，高品质钢对非金属夹杂物的尺寸和数量有着极为严格的要求。然而，非金属夹杂物数量和尺寸控制的前提条件是掌握钢液中非金属夹杂物数量和尺寸分布情况。
2、非金属夹杂物随机分布在钢液中，直接测量钢液中非金属夹杂物的数量和尺寸分布基本不可实现。目前，钢液中非金属夹杂物数量和尺寸分析方法主要有，(1)取钢样并采用金相显微镜检测统计非金属夹杂物的数量和尺寸分布，以单位检测面积非金属夹杂物个数和尺寸分布表征所取炉次钢液中非金属夹杂物水平(2)取钢样并采用大样电解方法提取夹杂物，统计分析非金属夹杂物质量和成分等信息，以单位钢质量非金属夹杂物重量表征钢液中非金属夹杂物水平(3)取钢样并采用相关设备检测试样全氧含量，以其表征非金属夹杂物的水平。
3、采用上述方法(1)存在如下问题：所取钢试样通常是几十克，而钢包中钢液的重量多数在200t左右。特别是大尺寸非金属夹杂物数量稀少。所取钢试样中往往检测不到大尺寸非金属夹杂物。然后，就热轧夹渣缺陷的尺寸来看，钢中存在大尺寸非金属夹杂物。采用上述方法(2)存在如下问题：在淘洗分离过程中，小尺寸非金属夹杂物被筛掉。不能获得待评估炉次钢液中所有尺寸的非金属夹杂物。采用上述方法(3)仅能了解非金属夹杂物在钢液中质量分数
4、经检索，中国专利“cn 113418921 a”发布了一种计算钢中非金属夹杂物数量的方法，该方法采用金相显微镜统计各视场夹杂物信息，以统计结果计算出各种尺寸夹杂物的数量表征钢中夹杂物的水平。然而，该方法不能解决大尺寸夹杂物难以检测的问题。中国专利“cn112730491a”发布了一种夹杂物统计分析方法，该方法以解决现有技术中试样夹杂物统计数量偏大问题，尚未考虑整个钢中夹杂物水平。中国专利“cn 111879784 a”发布了一种钢材洁净度评价新方法，该方法通过分析小尺寸构件不同视场中最大尺寸夹杂物，以此回归给出大尺寸钢材中非金属夹杂物尺寸分布规律和最大尺寸夹杂物，该方法未给出所有尺寸夹杂物分布规律。中国专利“cn 111860176 a”发布了一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征，该方法通过建立目标检测模型，对金属材料中非金属夹杂进行全视场识别、定位，目的是提高识别准确度，避免人工识别造成误差。中国专利“cn 110609042 a”发布了一种钢中最大尺寸夹杂物的预测方法，该方法通过所有视场中最大尺寸夹杂物，利用最大概率密度函数建立钢中最大夹杂物尺寸预报模型，不能给出最大尺寸夹杂物的数量。中国专利“cn 10983904 a”发布了一种利用电解法表征大型钢锭中非金属夹杂物分布的方法，该方法通过待表面钢锭切割多个薄板状试样电解收集每个试样不同粒径区间非金属夹杂物的个数，以散点图或云图的形式钢锭表面非金属夹杂物的数密度。中国专利“cn105651217a”发布了一种大体积钢中非金属夹杂物尺寸的统计计算方法，该方法通过金相检测统计若干样品金相试样中夹杂物的尺寸，采用帕累托分布函数描述非金属夹杂物尺寸分布，以获得大尺寸钢材中非金属夹杂物的尺寸信息，该方法不能确定最大尺寸夹杂物的数量。目前，尚未检索到本专利技术类似的专利和文献。
技术实现思路
1、本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种钢中非金属夹杂物统计分析方法，该方案采用金相法统计所取钢试样非金属夹杂物尺寸分布规律，以此为基础构建一个对数正态分布函数，以该对数正态分布函数为待评估炉次钢液中非金属夹杂物直径的概率密度分布函数，从而获得该炉次钢液中非金属夹杂物直径分布规律。同时，根据上述非金属夹杂物直径的概率密度分布含量计算获得非金属夹杂物体积的平均值(期望值)，结合钢试样全氧含量，根据密度公式计算获得钢液中非金属夹杂物总数量。以非金属夹杂物直径的概率密度分布函数和总数量表征待评估炉次钢液中非金属夹杂物实际水平，为钢液洁净度控制提供理论指导依据。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种钢中非金属夹杂物统计分析方法，所述方法包括以下步骤：
3、步骤1：试样非金属夹杂物统计。待评估炉次钢液取多个钢试样，随后将钢试样切割、加工以及抛光处理，采用金相显微镜自动检测统计各钢试样抛光面非金属夹杂物数量及各非金属夹杂物直径。
4、步骤2：各试样非金属夹杂物分布规律分析。各钢试样非金属夹杂物信息汇总获得待评估炉次所取样本非金属夹杂物数量及各非金属夹杂物直径。同时，将上述非金属夹杂物直径分组，统计获得非金属夹杂物直径频率直方图。
5、步骤3：待评估炉次钢液中非金属夹杂物分布规律分析。假定待评估炉次钢液中非金属夹杂物直径分布规律与所取试样非金属夹杂物直径分布规律相同。假定钢液中非金属夹杂物直径(x)分布符合对数正态分布，则其概率密度分布函数p(x)可表达如下式。其中，μ和σ分别代表钢液中非金属夹杂物直径的期望(平均值)和标准差，是非金属夹杂物直径概率密度分布函数的待定参数。基于非金属夹杂物直径频率直方图拟合直径的概率密度分布函数，确定μ和σ两个参数，则获得待评估炉次钢液中非金属夹杂物分布规律。
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7、步骤4：待评估炉次钢液中总体非金属夹杂物体积平均值(vave)计算。基于非金属夹杂物直径的概率密度分布函数，推导获得总体非金属夹杂物体积的平均值，具体计算公式如下式，根据此公式计算获得待定炉次非金属夹杂物体积的平均值。
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9、步骤5：待评估炉次钢液中总体非金属夹杂物质量计算。基于钢液全氧含量、自由氧含量以及钢液中非金属夹杂物种类，计算得到待定炉次所有非金属夹杂物总质量。
10、步骤6：待评估炉次钢液中总体非金属夹杂物总体积计算。基于密度公式，根据非金属夹杂物的密度计算获得待定炉次所有非金属夹杂物总体积。
11、步骤7：待评估炉次钢液中非金属夹杂物总个数计算。根据下式待定炉次所有非金属夹杂物总体积与体积平均值之间关系式，计算获得待定炉次钢液非金属夹杂物的总个数。
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13、步骤8：待评估炉次钢液中任意区间非金属夹杂物总个数计算。以待定炉次钢液非金属夹杂物直径的概率密度分布函数和总个数表征该炉次非金属夹杂物的真实水平，则待评估炉次钢液中任意直径区间[a,b]内非金属夹杂物数量可表示为：
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15、相对于现有技术，本专利技术具有如下优点，本专利技术基于待评估炉次所取钢试样非金属夹杂物直径频率直方图和钢液中全氧含量，获得描述钢液中非金属夹杂物总数量的直径概率密度分布函数和总个数。也就是说，本专利技术通过钢试样非金属夹杂物直径分布和全氧含量，基于统计分析原理获得待评估本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤1：试样非金属夹杂物统计，具体如下：待评估炉次钢液取多个钢试样，随后将钢试样切割、加工以及抛光处理，采用金相显微镜自动检测统计各钢试样抛光面非金属夹杂物数量及各非金属夹杂物直径。
3.根据权利要求2所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤2：各试样非金属夹杂物分布规律分析，具体如下：各钢试样非金属夹杂物信息汇总获得待评估炉次所取样本非金属夹杂物数量及各非金属夹杂物直径，同时，将上述非金属夹杂物直径分组，统计获得非金属夹杂物直径频率直方图。
4.根据权利要求3所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤3：待评估炉次钢液中非金属夹杂物分布规律分析，具体如下：假定待评估炉次钢液中非金属夹杂物直径分布规律与所取试样非金属夹杂物直径分布规律相同，假定钢液中非金属夹杂物直径(x)分布符合对数正态分布，则其概率密度分布函数P(x)可表达如下式，其中，μ和σ分别代表钢液中非金属夹杂物直径的期望(平
5.根据权利要求3或4所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤4：待评估炉次钢液中总体非金属夹杂物体积平均值(Vave)计算，具体如下：基于非金属夹杂物直径的概率密度分布函数(P(x))，通过非金属夹杂物直径三次方期望(E(x3))，计算非金属夹杂物的平均直径从而推导获得总体非金属夹杂物体积的平均值，具体计算公式如下式，根据此公式计算获得待定炉次非金属夹杂物体积的平均值。
6.根据权利要求5所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤5：待评估炉次钢液中总体非金属夹杂物质量计算，基于钢液全氧含量、自由氧含量以及钢液中非金属夹杂物种类，计算得到待定炉次所有非金属夹杂物总质量；
7.根据权利要求6所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤7：待评估炉次钢液中非金属夹杂物总个数计算，具体如下：根据下式待定炉次所有非金属夹杂物总体积与体积平均值之间关系式，计算获得待定炉次钢液非金属夹杂物的总个数(NT)，
8.根据权利要求6所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤8：待评估炉次钢液中任意区间非金属夹杂物总个数计算，以待定炉次钢液非金属夹杂物直径的概率密度分布函数和总个数表征该炉次非金属夹杂物的真实水平，则待评估炉次钢液中任意直径区间[a,b]内非金属夹杂物数量表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤1：试样非金属夹杂物统计，具体如下：待评估炉次钢液取多个钢试样，随后将钢试样切割、加工以及抛光处理，采用金相显微镜自动检测统计各钢试样抛光面非金属夹杂物数量及各非金属夹杂物直径。
3.根据权利要求2所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤2：各试样非金属夹杂物分布规律分析，具体如下：各钢试样非金属夹杂物信息汇总获得待评估炉次所取样本非金属夹杂物数量及各非金属夹杂物直径，同时，将上述非金属夹杂物直径分组，统计获得非金属夹杂物直径频率直方图。
4.根据权利要求3所述的钢中非金属夹杂物统计分析方法，其特征在于，步骤3：待评估炉次钢液中非金属夹杂物分布规律分析，具体如下：假定待评估炉次钢液中非金属夹杂物直径分布规律与所取试样非金属夹杂物直径分布规律相同，假定钢液中非金属夹杂物直径(x)分布符合对数正态分布，则其概率密度分布函数p(x)可表达如下式，其中，μ和σ分别代表钢液中非金属夹杂物直径的期望(平均值)和标准差，是非金属夹杂物直径概率密度分布函数的待定参数，基于非金属夹杂物直径频率直方图拟合直径的概率密度分布函数，确定μ和σ两个参数，则获得待评估炉次钢液中非金属夹杂物分布规...
【专利技术属性】
技术研发人员：周业连，左康林，张才贵，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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