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冶金设备 集群期刊

主管单位：北京中冶设备研究设计总院有限公司;中国金属学会冶金设备分会     主办单位：北京中冶设备研究设计总院有限公司;中国金属学会冶金设备分会

出版周期： 双月刊     影响因子：0.236

ISSN：1001-1269 ，CN：11-2183/TF

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基于图像识别的矿石颗粒度分割结构研究 马宁;刘怀广;刘劲威

针对昏暗环境下矿石颗粒分割特征提取受限的问题，提出一种改进的矿石分割网络，Swift Guard Net(SGN)模型。基于YOLOv8n-seg检测框架，引入轻量化全局感知卷积(Global Sensing Convolution, GSConv)优化主干网络，减少参数量同时提升检测速度；采用空间通道卷积(Spatial-Channel Convolution, SCConv)替换C2f模块，构建C2f＿SCConv结构以强化特征提取并抑制梯度冗余；在特征融合层嵌入可重参数化C2f＿OREPA模块增强多尺度特征交互能力。改进后模型平均精度(mAP)达95.6%,较基准模型提升2.4%,检测速度提高18%。SGN-YOLO模型通过多维度结构优化，有效实现了复杂光照环境下矿石颗粒的精准快速分割。

冷轧过程中轧辊与轧件间混合润滑仿真研究 马家骥;胡志远;肖文成;游学昌;刘玉金;徐厚军;刘磊;卢昊

研究冷轧过程中轧辊与轧件间非高斯随机粗糙峰(峰度、偏斜度、表面纹理)对混合润滑性能的影响，为混合润滑的机加工表面设计提供理论支持。本文基于统一Reynolds方程，采用二维数字滤波和Johnson转换系统建立考虑真实表面形貌的有限长线接触轧制区弹塑性混合润滑模型；通过DC-FFT方法计算弹性变形，径向返回算法求解塑性应变，半解析法求解塑性变形，系统分析峰度、偏斜度和波长因子等表面形貌参数对油膜厚度、油膜压力、摩擦系数、接触面积比等润滑性能指标的影响。与弹流润滑模型相比，塑性变形导致轧制区压力峰值显著降低、分布更均匀，接触区域略有扩大；轧辊的峰度适当降低可以减少板面划伤，偏斜度适当降低可降低轧制力能消耗但可能发生打滑，波长因子增加有利于提升轧制区混合润滑性能；随着峰度和偏斜度增大，接触比、最大压力比和摩擦系数上升，油膜厚度比下降，而波长因子的影响趋势相反。所建立的弹塑性混合润滑模型可准确表征表面形貌对冷轧混合润滑性能的影响规律，研究结果为优化轧辊表面形貌设计、改善轧制润滑效果、降低轧辊磨损提供了理论支撑。

升降机液压系统传感器布设方法研究 赵建忠;张峥;肖衍军;魏志理

研究升降机液压系统状态监测系统的构建方法，以及故障相关性矩阵的建立及其求解算法。运用有向图模型直观描述升降机液压系统内部能量传递和信号流向，构建“故障-监测点”的相关性矩阵，引入遗传算法对传感器布置方案进行全局寻优，在保证故障监测全面性与准确性的前提下，最大限度减少传感器冗余配置，提高液压系统状态监测传感器布设效益。运用AMESim仿真软件构建升降机液压系统仿真模型，选取7个故障监测点，通过向仿真模型注入典型故障，进行逐个监测点分析，最终通过H监测点电磁换向阀电流过大定位故障F6,诊断结果与设置结果一致。仿真表明，基于相关性矩阵和遗传算法的升降机液压系统传感器优化布局方法能够准确识别故障类型，可为升降机液压系统状态监测与故障诊断提供技术支持。

基于人机协作的动力电池拆解顺序规划研究 岳勇;张旭刚;张华

为解决动力电池拆解过程中不确定性和零件广义增长决策的问题，本文提出了一种旨在最大化经济效益与环境效益的人机协作拆解顺序规划模型。该模型能获得最优的人机拆解顺序、零件最优的广义增长决策(再利用、再制造、回收或报废处理)和最佳的任务分配。为获取最优或接近最优的方案，提出了一种改进的多目标NSGA-II(IMNSGA-II)算法，该算法重新设计了编码、解码、交叉和变异过程，并在交叉过程中引入优先约束保护机制来满足拆解顺序特定的约束关系。通过某新能源汽车动力电池包验证了模型和算法的有效性，结果表明，在低随机性和高随机性场景下，IMNSGA-II算法在搜索能力上优于其他三种优化算法，为动力电池的回收拆解过程提供了重要见解。

基于冷轧支持辊服役寿命延长的辊形优化 张礼明;陈刚;胡君彬;周天都;宋玉玮;赵剑威

冷连轧产线支持辊辊形与辊间接触应力密切相关，直接影响支撑辊的服役寿命。以某厂6辊冷连轧产线为研究对象，设计了基于变接触辊形设计思想的支持辊的辊形，并使用有限元分析方法，建立了支持辊、中间辊、工作辊与带钢的三维弹塑性有限元模型，对比分析了不同弯辊力下原辊形与新辊形的接触应力、带钢板形、工作辊辊缝凸度，验证了新辊形对于支持辊服役期的延长效果。结果表明，在使用新支持辊辊形后，辊间接触应力下降12%左右，工作辊的辊缝凸度平均下降150μm,且降低了轧辊与轧辊、轧辊与带钢之间的应力集中现象。冷轧产线投入新辊形后，支持辊服役周期从平均12万吨提升至16万吨以上，下线磨损均匀性得到了显著改善，工作寿命提升30%以上，有效提升了生产效率。

钢坯弧形热送辊道氧化铁皮收集系统设计 程勇高;吴虹

为实现弧形段热送辊道下氧化铁皮的高效连续清理，并提升作业安全性，提出一种自动化氧化铁皮收集系统。设计采用柔性链条驱动刮板装置，刮板腰型孔与自润滑套筒组合设计，保障弧形轨迹运动稳定性；集成分段式弧形钢渣槽适配不同辊道曲率、模块化支撑轮组及尾部张紧机构降低链条下挠度与摩擦损耗，实现系统长效运行。实验结果表明，该系统清渣效率较传统人工方式提升85%,且无需停机操作，显著降低了安全风险。开发的自动化系统成功解决了弧形热送辊道氧化铁皮清理难题，兼具高效性、连续性和安全性，其模块化设计可扩展至其他高温输送场景，为钢铁行业智能化改造提供了实用化解决方案。

导卫状态在线检测技术研究 姜海军;胡占民

介绍了一种棒线材连轧产线滚动导卫状态在线实时监测的智能导卫系统。通过应用振动检测、位移检测、压力检测和温度检测等现场因子，结合先进检测技术和数据分析技术，系统自动分析推断出导卫的状态。实时展现导卫状态信息和预警预报，为现场操作科学、准确使用导卫提供了状态依据和技术支撑，现场应用效果很好，值得推广使用。

智能化带式焙烧球团产线设计 刘富春;邓睿;王代军;李晓星

针对传统造球工艺依赖人工看盘和手动调节水量导致生球质量波动、成球率低的问题，本文设计了一套用于带式焙烧球团产线的智能造球系统。该系统基于机器视觉技术，利用部署于辊筛处的高清工业相机实时采集生球图像，通过图像处理与特征提取实现在线粒径分析；结合人工智能算法与专家经验构建控制模型，通过一级PLC动态闭环调节造球盘加水量、转速及给料量等关键参数，并引入自学习算法持续优化控制策略。在某钢产线的应用表明，系统投用率高且运行稳定，显著提升了生球质量稳定性，有效降低了湿返率并提高了成球率，从而优化了产线产能。该智能化方案成功实现了生球粒级分布精准控制与生产过程的稳定高效运行，提升了球团生产的自动化水平与经济效益，具有工程推广价值。

钢轨矫直除鳞过程数值解析 龙鼎;阮金华;张力升;纪晶

为了改善钢轨矫直除鳞效果，基于某厂60N规格U75V钢轨矫直装备和工艺，在商业有限元分析平台建立水平矫直工程弹塑性有限元模型，解析了钢轨矫直过程中钢轨弹塑性变形规律，特别是钢轨过渡区在各矫直区的协调变形规律。结果表明：钢轨在矫直过程中头部和底部受拉压交替变形的影响，且整个矫直过程中在各矫直区变形方向各异，钢轨矫直结果受到各矫直辊综合协调作用的影响；上翼缘与腹板过渡区、下翼缘与腹板过渡区在各矫直区的最大变形都出现在靠腹板侧区域，从此处向两侧变形逐渐减小，最小的变形量出现在翼缘侧。

马鞍形端梁铸造起重机力学性能分析 陈驰中;孙凯;章勤奋;吕汉锋;党章

马鞍形端梁是铸造起重机端梁的一种重要结构形式，作为一种超静定钢架结构，其力学性能难以通过解析方式进行求解。本文基于某钢厂加料跨的450t马鞍形端梁铸造起重机实际裂损严重部位，提出通过计算机求解技术进行整体设备的力学性能分析。首先，对现场裂纹情况进行勘测，发现主梁及端梁的多个部位出现裂纹。其次，基于结构力学法对其进行内力计算与位移计算，发现该结构的最大应力与最大位移除了出现在跨中位置，还出现在主梁跨端与端梁上。最后，使用有限元法对其进行仿真计算，发现主梁与端梁连接拐角处是最大应力位置，且主梁跨端与端梁上应力幅值较大。结果表明主梁跨中、跨端与端梁易产生疲劳失效，是维护时应重点关注的部位。基于结构力学和有限元法的数值计算方法能够有效评估超静定钢架结构的力学性能。

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