本发明属于钢铁和有色冶金技术领域，具体涉及一种生球团落下强度评价方法。
背景技术：
在炼铁工艺中，生球团是制造金属球团的原料，是入炉原料的重要组成部分。在部分有色金属冶炼工艺中，使用滚筒/圆盘制出的生球团可直接入炉。但也有工厂采用压球机处理返矿或者辅料，制造出粒料配合入炉。制造过程中因为水分、成分、转动参数或者压力参数(压球机)的不同，生球团的物理性质有很大的差异。
传统的对生球团落下强度评价的方法，主要是通过对生球团出现裂纹的次数进行统计，认为出现裂纹的平均次数作为落下强度的指标。这种方法简洁快速，适合造球工在现场使用，但是精确度和客观性不足，而且不能应用于所有种类的生球团。例如：
1)压力机制造的球团和圆盘制造的球团，在物理性质上是不一样的，原定的落下高度、落下次数和撞击目标可能就完全不适用；其测试方法应该区别与常规的生球团有所区别。
2)2个样品，1个生球团完全破碎，另1个只是出现裂纹，但出现特征的次数是相同的。如果采用传统的评价方法，它们的落下强度是一样的，但是实际上它们不一样。后者在实际上的落下强度应该比前者大，用于生产的效果可能比第一种更好。
3)一个生球团在第5次出现彻底裂纹，另一个是第6次出现破碎(前面落下没有出现裂纹或者破碎)。如果采用传统方法评价，后者要大于前者。但实际上这两者的落下强度有可能是一样，甚至前者大于后者。
4)同一批原料，落下强度的数据如果离散度特别大，如何确定原料的具体状况？通过求取平均值获得的结果也很难具有可信度。如何判断这一批原料的整体生产质量？
因此，针对不同种类生球团设计一种精确、客观且应用范围广泛的评价方法是非常有必要的。新的方法要兼顾单一样品的强度体现、整体批次的质量、测试过程对结果的影响等因素，使用方便且容易执行，甚至可以在没有辅助工具时能实施。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种生球团落下强度评价方法，准确、客观、适用性更广。
本发明采用以下技术方案：
一种生球团落下强度评价方法，包括以下步骤：
s1、采用随机抽样或系统抽样方式，对送检批次的生球团进行抽样，抽取至少50个生球团密封在试样带中备用；
s2、将标尺垂直固定在地面，并在0.5～2m处做好标记，在地上铺设底板，完成测试装置准备；
s3、将测试用生球团从步骤s2标记处落下，测量测试用生球团落下强度qlx-i；
s4、计算生球团落下强度qlx和平均落下强度qlx；
s5、计算生球团落下强度的离散度vlx；
s6、根据离散度vlx判定步骤s2得到的qlx，决定测试是否继续进行，得到合格的qlx或直到所有测试样品测试完结束。
具体的，步骤s1中，抽取的生球团在4h内进行检测。
具体的，步骤s2中，底板采用厚度大于1cm的淬火碳钢板，或采用相同硬度的陶瓷片。
具体的，步骤s3具体为：
s301、将测试的生球团从标尺上标记的位置落下，撞击在底板上。
s302、检查破碎状态，如果没有破碎，则重复步骤s301，直至出现裂纹或者破碎，记录产生破碎和裂纹的次数ml-i。
s303、如果生球团产生破碎，记录碎片的数量ji；
s304、如果生球团没破碎只是产生裂纹，则记录裂纹大小指数1/yi；
s305、当测试样品满10个时，计算得到生球团的落下强度qlx-i。
进一步的，步骤s303中，在生球团彻底裂使用j，计数范围为质量>20％原生球团质量的碎片，如果只产生裂纹没有彻底断裂，j＝1；如果不能找到质量>20％原生球团质量的碎片，j的最大值为5。
进一步的，步骤s304中，当裂纹覆盖面积超过球团表面积1/2时，y＝3；当裂纹覆盖面积为球团表面积1/4～1/2时，y＝2；当裂纹覆盖面积为球团表面积的0～1/4时，y＝1。
进一步的，步骤s305中，落下强度qlx-i如下：
其中，ml-i为产生裂纹时的落下次数；j为碎片数量；1/y为裂纹大小指数。
具体的，步骤s4中，根据每一个生球团的qlx-i和生球团个数n计算得到qlx如下：
其中，n为测试的样品总数量，n≧10；i≦n。
具体的，步骤s5中，送检批次生球团落下强度的离散度vlx如下：
其中，n为测试的样品总数量，n≧10；i≦n。
具体的，步骤s6具体为：
s601、首先测试10个样品，当样品数值qlx的离散度vlx≦0.2时停止测试，测试的数据合格；
s602、当vlx不满足要求，继续测试10个，样品总体离散度vlx≦0.2 x时停止测试，测试的数据合格；
s603、以此类推，判定值vlx每次增加x，直到50个样品测试完毕；
s604、当qlx的离散度最终不满足判断要求，且有继续增大趋势时，判定该送检批次不满足使用要求。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种生球团落下强度评价方法，采用可变的落下高度，综合考虑样品破裂程度(裂纹大小和碎片数量)和落下次数对最终结果的影响，客观精确地评价多种生球团的落下强度。同时基于统计学原理和分步测试结果，评价生球团的生产质量，本发明方法可以应用于生产现场和实验室研究，对其他易碎样品落下强度的测量也具有参考价值。
进一步的，在4h内检测取得样品，是考虑生球团的水分和内部结构随时间产生变化。生球团的水分和结构变化会导致其缓慢粉化，通常在1周内会失去大部分的强度。要取得足够准确的结果，需要在取得样品之后马上测试。对生产企业而言，每小时的常规测试就是在取得之后马上进行。采用试样袋封装可以缓解生球团水分的变化，但等待时间还是不宜太长。经过长期实践发现，2h内试样的物理性质会产生轻微的变化。4h水分的持续变化(北方)会让测试结果产生较大偏差。
进一步的，设定碰撞底板的为厚度1cm以上、硬度≧55hrc的碳钢板，是参考传统方法来设定，同时对硬度进行了详细规定。传统方法是采用1cm的钢板，但未规定钢板的硬度。之所以采用1cm以上厚度的撞击底板，是需要将撞击力完全反馈到球团，如果厚度不足，难以达到相同的效果。1cm以上厚度保险系数很高，可以适应各种不同的球团撞击。之所以采用硬度≧55hrc的撞击底板，是因为采用不同硬度的底板对测试结果的影响不同；硬度≧55hrc的要求略高于常规机械制造所用的钢材，但是低于优质刃具、高强结构钢，满足撞击的极限要求。之所以采用淬火的碳钢材质，第一是因为这样的钢板足够硬，球体碰撞产生裂纹的可能性更高，方便测试的进行；第二是材料容易获得，如果采用不锈钢板价格会比较高，陶瓷板虽然容易获得但材质和钢制生产机器还是存在差异——可作为备用。
进一步的，步骤s3初步取得测试值qlx，该初步值是基于10次样品测试的平均结果得到。设置s3的好处在于：第一，在原料整体质量稳定的情况下，采用较少的测量次数取得精确结果(基于vlx的判定)。第二，减小qlx值可能存在的误差(如果qlx值无法通过判定，有两种可能，一是测试误差导致，二是原料质量本身不稳定；不通过判定则增加测定次数，可以降低测试误差，同时客观体现原料的整体质量)。
进一步的，步骤s4说明qlx值的详细计算过程。qlx值的计算相对于传统方法来讲，增加了对样品破碎程度的描述。破碎程度主要体现为符合要求的碎片数量和裂纹数量。传统的方法的qlx值是出现裂纹或者破碎时的次数，但是破碎程度实际上与样品的强度有直接的关系，不可忽视。公式的设置原则是碎片数量和裂纹数量越多，落下强度越低。这样得到的结果相对传统方法更加精确。
进一步的，步骤s5得到qlx值的判定依据vlx。得到vlx的好处在于可以判定qlx值是否满足精度要求。vlx实际上是qlx值的离散度或者是方差与平均值之比，属于无量纲的参数。vlx越大表面qlx值的分布区间越大，原料的整体质量越差。
进一步的，步骤s6说明如何使用判定依据vlx，以及qlx值的后续处理。设定判定依据vlx的目的在于科学地判定qlx值是否合理，同时降低测试工作量。当判定通过时，vlx的使命结束，测试终止。当判定不通过时，设置vlx的增加值x，主要目的在于扩大判定值的区间，增加二次测试结果通过判定的概率。在判定不通过的情况下，要么是原料的离散度确实很高，要么是误差很高。增加测试次数可修正部分误差，同时验证原料的离散度。增加vlx值是增加对误差和离散度的容纳能力，避免qlx值进一步松弛时仍然无法通过验证。
综上所述，本发明方法可以准确、客观地评价生球团的落下强度。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为测试装置示意图；
图2为落下强度示意图；
图3为离散度示意图。
具体实施方式
黑色和有色冶金流程中，通过圆盘或者滚筒制球机制造的生球团使用本发明一种生球团落下强度评价方法评价落下强度，落下高度通常为0.5米，但可视实际需求在0.5～2m的范围内调整。落下点设置厚度≧1cm、硬度≧55hrc的钢板或陶瓷板作为撞击面。落下过程可使用自动落下设备或人工完成。
请参阅图1，本发明一种生球团落下强度评价方法，包括以下步骤：
s1、对送检批次的产品进行抽样；
抽取测试对象，同一批次生球团，采用随机抽样或系统抽样的方式，最低抽取50个以上样品；抽取到的样品密封在试样带中，在4h之内进行检测。
s2、准备测试装置；
使用市场上成套的实验装置，也可以选取一根长的标尺垂直固定在地面，并在0.5米的位置做好标志，然后在地上铺设底板。底板采用厚度1cm以上、硬度≧55hrc的淬火碳钢板；或采用相同硬度的陶瓷片代替。
s3、样品落下强度qlx测量；
s301、将测试的样品从标尺上标记的位置落下，撞击在厚度大于1cm的底板上。
s302、检查破碎状态，如果没有破碎，则重复步骤s301，直至出现裂纹或者破碎，记录产生破碎和裂纹的次数ml-i。
s303、如果生球团产生破碎，记录碎片的数量ji；
j主要在生球团彻底裂开时使用，计数范围为质量>20％原生球团质量的碎片，如果只产生裂纹没有彻底断裂，j＝1；如果不能找到质量>20％原生球团质量的碎片，j最大值为5；j值的确定采用千分之一天平辅助完成(单次样品质量较大的原料，可以采用百分之一天平或者公斤秤)。
s304、如果生球团没破碎只是产生裂纹，则记录裂纹大小指数1/yi；
当裂纹覆盖面积超过球团表面积1/2时(含碎裂开的状态)，y＝3；裂纹覆盖面积为球团表面积1/4～1/2时，y＝2；裂纹覆盖面积为球团表面积0～1/4时，y＝1。
s305、当测试样品满10个时，将yi、ji、ml-i代入公式(1)得到该样品的落下强度qlx-i如下：
其中，ml-i为产生裂纹时的落下次数；j为碎片数量；1/y为裂纹大小指数；
s4、产品落下强度qlx和平均落下强度
将每一个样品的qlx-i和样品个数n代入公式(2)，计算得到qlx和
其中，
s5、产品落下强度的离散度vlx的计算；
代入qlx-i、
落下强度大表示生球团不容易开裂或者破碎，离散度小表示同一批次产品的质量比较均匀。
s6、判定数据。
判定vlx是否小于0.2，如小于则终止测试，如不小于则继续测试10个样品，重复步骤s1～s5，然后再次进行vlx的判定，直到测试满50个样品。
实际测试样品数量确定具体为：
s601、首先测试10个样品，样品数值qlx的离散度vlx≦0.2时停止测试，测试的数据合格。
s602、如vlx不满足要求，继续测试10个，样品总体离散度vlx≦0.2 x时停止测试，测试的数据合格；
s603、以此类推，判定值vlx每次增加x，直到50个样品测试完毕；
s604、如qlx的离散度最终还是不满足判断要求，且有继续增大的趋势，说明该批次样品的质量极不稳定，不满足使用要求。
注：vlx每次增加的幅度并不是唯一的，可以根据对数据要求的严谨程度以及数据可能存在的松弛程度，调整增加幅度，x＝0.01～0.05。
本方法所指的生球团不限于炼铁原料，也可以是炼铅、火法炼铅和炼铜等原料。他们普遍的特点是物理强度不高，受撞击易碎，甚至会随时间变化。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
某炼铅厂采用压球机工艺生产多种生球团，球状，直径15mm。需要知道这些粒料的落下强度，以及粒料的生产质量均匀性。样品有7种，每种都在3t以下，种类按照水含量分类：0％、1％、2％、3％、4％、6％、8％。同时采用传统方法和本申请所述的新方法进行测试，对比两者的评价结果。
传统方法是在2m高处落下，撞击1cm厚的钢板。统计出现破碎或者裂纹时的落下次数。
采用传统方法和新方法测试和计算的结果如表1和表2所示。为方便对比，将qlx和vlx进行做图对比，如图2和图3所示。
表1采用传统方法测量含铅生球团的落下强度
表2采用新方法测量含铅生球团的落下强度
可以看出2种方法得出的qlx的趋势是相同的。区别是含水量3％和4％时，采用传统方法得出含水量4％更大，而采用新方法得出两者相同。新方法考虑了生球团的破裂程度和破碎的时机，得到更加客观的qlx值。离散度vlx的趋势都是随着含水量而变小，vlx-2在含水量2％时最大。图3的结果采用传统方法和新方法有所差异。传统方法显示含铅粒料在水含量0％～4％区间质量不稳定，而新方法显示是2％～6％不稳定。这是因为新方法考虑了样品破裂的程度。
vlx初始值取0.2，x取0.05。最终值为0.4。新方法显示，只有含水量大于6％时，vlx小于0.4。说明该含铅粒料在水含量2％～6％区间质量不稳定，0％～2％区间质量稳定但qlx又太低，都不适合入炉。在含水量大于6％的区间，落下强度qlx-i值很高，但离散程度vlx又很低，说明生产质量比较稳定。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
1.一种生球团落下强度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、采用随机抽样或系统抽样方式，对送检批次的生球团进行抽样，抽取至少50个生球团密封在试样带中备用；
s2、将标尺垂直固定在地面，并在0.5～2m处做好标记，在地上铺设底板，完成测试装置准备；
s3、将测试用生球团从步骤s2标记处落下，测量测试用生球团落下强度qlx-i；
s4、计算生球团落下强度qlx和平均落下强度qlx；
s5、计算生球团落下强度的离散度vlx；
s6、根据离散度vlx判定步骤s2得到的qlx，决定测试是否继续进行，得到合格的qlx或直到所有测试样品测试完结束。
2.根据权利要求1所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s1中，抽取的生球团在4h内进行检测。
3.根据权利要求1所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s2中，底板采用厚度大于1cm的淬火碳钢板，或采用相同硬度的陶瓷片。
4.根据权利要求1所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s3具体为：
s301、将测试的生球团从标尺上标记的位置落下，撞击在底板上；
s302、检查破碎状态，如果没有破碎，则重复步骤s301，直至出现裂纹或者破碎，记录产生破碎和裂纹的次数ml-i；
s303、如果生球团产生破碎，记录碎片的数量ji；
s304、如果生球团没破碎只是产生裂纹，则记录裂纹大小指数1/yi；
s305、当测试样品满10个时，计算得到生球团的落下强度qlx-i。
5.根据权利要求4所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s303中，在生球团彻底裂使用j，计数范围为质量>20％原生球团质量的碎片，如果只产生裂纹没有彻底断裂，j＝1；如果不能找到质量>20％原生球团质量的碎片，j的最大值为5。
6.根据权利要求4所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s304中，当裂纹覆盖面积超过球团表面积1/2时，y＝3；当裂纹覆盖面积为球团表面积1/4～1/2时，y＝2；当裂纹覆盖面积为球团表面积的0～1/4时，y＝1。
7.根据权利要求4所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s305中，落下强度qlx-i如下：
其中，ml-i为产生裂纹时的落下次数；j为碎片数量；1/y为裂纹大小指数。
8.根据权利要求1所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s4中，根据每一个生球团的qlx-i和生球团个数n计算得到qlx如下：
其中，n为测试的样品总数量，n≧10；i≦n。
9.根据权利要求1所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s5中，送检批次生球团落下强度的离散度vlx如下：
其中，n为测试的样品总数量，n≧10；i≦n。
10.根据权利要求1所述的生球团落下强度评价方法，其特征在于，步骤s6具体为：
s601、首先测试10个样品，当样品数值qlx的离散度vlx≦0.2时停止测试，测试的数据合格；
s602、当vlx不满足要求，继续测试10个，样品总体离散度vlx≦0.2 x时停止测试，测试的数据合格；
s603、以此类推，判定值vlx每次增加x，直到50个样品测试完毕；
s604、当qlx的离散度不满足判断要求，且有继续增大趋势时，该送检批次不满足使用要求。
技术总结