一种烧结矿矿相的定量分析计算方法与流程

1.本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体而言，尤其涉及一种烧结矿矿相的定量分析计算方法。


背景技术：

2.烧结矿是由多种矿粉与钙基、镁基熔剂，配加一定量的焦粉混合均匀后经高温熔融烧结而成的人造富矿，是高炉最主要的原料，内部矿相组织结构比较复杂。烧结矿的各项冶金性能的优劣与内部矿相的种类及数量息息相关，而且会直接影响高炉燃料比的消耗及炉况顺行。
3.随着铁矿石质量的劣化及降本增效的要求，越来越多的非主流矿被用于烧结。随着低品高硅高铝矿的大量使用，烧结矿质量的波动在所难免，为确保质量的稳定，保证高炉顺行，从烧结矿内部结构矿相的种类及数量来表征烧结矿质量，并因此调整配矿结构，稳定质量就显得尤为重要，因此对于内部结构矿相的检测手段也需要改进，提高效率。
4.目前，通常采用图像分析法结合数点法，根据图像对应组织的形貌及与周边组织的结合状态进行目视区分识别对烧结矿矿相进行定量分析，耗时久，误差大，而且需要软件对矿相图片进行灰度处理，操作复杂。急需要研发一种新的检测方法，提高检测准确率，扩大测试样本。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，通过矿相显微镜结合成像软件输出一系列图片，并使用python软件中图像处理模块对矿相照片每个像素点的rgb进行批量化处理，根据各种矿相rgb的范围，提供快捷高效定量化分析烧结矿内部矿相结构的方法，效率高，准确度高。
6.为解决现有技术问题，本发明采取如下技术方案：
7.一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，包括如下步骤：
8.s1烧结矿制样
9.将烧结矿破碎成3—5mm的颗粒，进行冷镶样后干燥、细磨、抛光；
10.s2光学显微镜分析
11.对制备好的试样在光学显微镜下选取图像清晰的10—30个点，以放大倍数200倍进行观察，得烧结矿光学显微镜矿相照片；
12.s3利用python中的pil模块对所得到的矿相照片进行像素点r/g/b的批量处理；
13.s4观察所得到的矿相照片，从中选取3—5幅典型图片观察，根据各矿相的形貌，确定相应矿相的r/g/b值的范围；其中，典型图片是指能够从图里面清晰的分辨出矿相的种类；
14.s5根据s3中各矿相的r/g/b范围，对s4中的r/g/b值进行分类计数处理，计算各矿相的比例。
15.优选地，s1中所述烧结矿的主要成分为sio2含量为5.0—5.5％，al2o3含量为1.8—2.0％，mgo含量为1.8—2.0％，二元碱度r为1.85—2.05；此处的含量指的是质量分数。
16.优选地，所述烧结矿矿相主要为赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、硅酸盐、孔洞。
17.优选地，s3中所述烧结矿各矿相的r/g/b范围值如下：
[0018][0019]
优选地，步骤s4中所述烧结矿各矿相的比例计算方法为：假定所有像素点中满足r/g/b要求范围的各矿相数量为ci，则对应矿相的比例ai为：
[0020][0021]
其中，i为赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、硅酸盐、孔洞。
[0022]
有益效果：
[0023]
与现有技术相比，本发明一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，通过矿相显微镜结合电子成像软件、python软件中图像处理模块pil进行矿相定量分析方法。该方法通过python软件对图像的rgb值进行批量处理，结合矿相形貌判定，确定各种矿相的rgb值范围，最终计算出各矿相的比例；通过python中的pil图像处理模块，可以对图像中选定范围内每一个像素点进行获取，相比传统的数点法分析，样本量大，计算结果准确度高。
附图说明
[0024]
图1是实施例中不同视角内的烧结矿的光学显微镜图(典型图)；其中，m-磁铁矿；h-赤铁矿；s-硅酸盐；t-铁酸钙；p-孔洞；
[0025]
图2是本发明一种烧结矿矿相的定量分析计算方法的流程图。
具体实施方式
[0026]
以下对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
[0027]
一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，包括如下步骤：
[0028]
1)样品制备
[0029]
随机选取碱度为2.0，二氧化硅含量为5.2％，氧化铝含量为1.80％，氧化镁含量为1.8％的烧结矿两组各500g，利用破碎机分别将其破碎至3-5mm的颗粒，进行冷镶样，干燥后进行细磨、抛光；
[0030]
2)光学显微镜分析
[0031]
将步骤1)中制备好的两个试样在光学显微镜下各选取10个点，以放大倍数200倍进行观察，结合电子成像软件得到一系列显微镜矿相照片；
[0032]
3)矿相rgb值范围确定
[0033]
利用python中的pil模块对所得到的两组矿相照片进行像素点r/g/b的批量处理；在步骤2)中得到的一系列照片中选取3幅典型图片(附图1)观察各矿相的形貌，得到相应矿相的r/g/b值的范围；
[0034]
各矿相的rgb值范围如下表：
[0035][0036][0037]
4)各矿相比例的计算
[0038]
a根据各矿相的r/g/b范围，对步骤3)中的r/g/b值进行分类计数处理，计算各矿相的比例。两个样品中按步骤3)中rgb的范围进行分类计数结果如下表所示，其中在获取rgb值时样品1按5个像素点为一个点为进行提取，样品2按1个像素点为一个点进行提取。
[0039][0040]
b根据公式1计算个矿相的比例，并按10个点的结果求取平均值，结果如下表(最终
比例为面积百分比)：
[0041][0042][0043]
该方法通过python软件对图像的rgb值进行批量处理，结合矿相形貌判定，确定各种矿相的rgb值范围，最终计算出各矿相的比例；通过python中的pil图像处理模块，可以对图像中选定范围内每一个像素点进行获取，而传统的数点法全靠人眼来数，点位少很多，主观影响较大，结果相对粗糙，因此，本发明基于软件的自动分析的点位多，范围广，相对准确度高。
[0044]
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，烧结矿制样将烧结矿破碎成3—5mm的颗粒，进行冷镶样后干燥、细磨、抛光；s2，光学显微镜分析对制备好的试样在光学显微镜下选取图像清晰的10—30个点，以放大倍数200倍进行观察，得烧结矿光学显微镜矿相照片；s3，利用python中的pil模块对所得到的矿相照片进行像素点r/g/b的批量处理；s4，观察所得到的矿相照片，从中选取3—5幅典型图片观察，根据各矿相的形貌，确定相应矿相的r/g/b值的范围；s5，根据s3中各矿相的r/g/b范围，对s4中的r/g/b值进行分类计数处理，计算各矿相的比例。2.根据权利要求1所述的一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，其特征在于，s1中所述烧结矿的主要成分为sio2含量为5.0—5.5%，al2o3含量为1.8—2.0%，mgo含量为1.8—2.0%，二元碱度r为1.85—2.05。3.根据权利要求1所述的一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，其特征在于，s3中所述烧结矿矿相主要为赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、硅酸盐、孔洞。4.根据权利要求1所述的一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，其特征在于，s3中所述烧结矿各矿相的r/g/b范围值如下：赤铁矿的r最大值为255，最小值为180，g最大值为255，最小值为180，b最大值为255，最小值为180；磁铁矿的r最大值为175，最小值135，g最大值为185，最小值为135，b最大值为180，最小值为115；铁酸钙的r最大值为140，最小值为80，g最大值为150，最小值80，b最大值为160，最小值为80；硅酸盐的r最大值为110，最小值90，g最大值为130，最小值为90，b最大值为130，最小值为90；孔洞的r最大值为90，g最大值为90，b最大值为90。5.根据权利要求1所述的一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，其特征在于，步骤s4中所述烧结矿各矿相的比例计算方法为：假定所有像素点中满足r/g/b要求范围的各矿相数量为ci，则对应矿相的比例ai为：其中，i为赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、硅酸盐、孔洞。

技术总结
一种烧结矿矿相的定量分析计算方法，具体步骤如下：将粒度在3-5mm的烧结矿进行冷镶样，打磨抛光制成矿相分析样品；在矿相显微镜上结合图像处理软件进行样品的矿相图像采集，使用Python软件中的PIL模块对图像像素点的R/G/B值进行采集后，选取典型图片3-5张进行矿相的判断，确定出各种矿相对应的R/G/B值范围，然后对采集图片的R/G/B值进行归类处理，计算各矿相的数量及比例。通过矿相显微镜结合成像软件输出一系列图片，并用Python软件中图像处理模块对矿相照片每个像素点的RGB进行批量化处理，根据各种矿相RGB的范围，提供快捷高效定量化分析烧结矿内部矿相结构的方法，效率高，准确度高，代表性强。代表性强。代表性强。


技术研发人员：王永红 杜屏 宋见峰 顾琰 邢轶伟
受保护的技术使用者：张家港宏昌钢板有限公司 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司
技术研发日：2022.05.28
技术公布日：2022/9/2