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随着铝行业的快速发展, 赤泥堆存量已超过15亿t, 而综合利用率却不足12%, 其大量堆存不仅占用土地资源, 更造成环境污染与资源浪费。本文首先系统介绍了赤泥的来源、分布以及对环境的危害, 从化学组成、矿物组成等方面分析了赤泥的特性。然后, 结合目前赤泥处理及综合利用研究现状和发展趋势, 重点综述了赤泥在建筑材料、金属回收、环境治理等方面的应用研究进展。最后, 对其未来的发展前景进行了展望, 提出应加强技术创新, 解决强碱性及重金属稳定性问题; 通过多源固废的协同处理和全组分的梯级利用, 实现赤泥的高效资源化; 注重示范工程建设, 完善应用领域标准体系建设, 依托市场驱动力, 推动赤泥资源综合利用的规模化、高值化发展。
铂族金属因其独特的物理性质与优异的催化活性, 在汽车、石油化工、电子器件等领域具有至关重要的作用, 是国家不可或缺的战略资源。然而, 中国铂族金属矿产资源稀缺、品位低、开采成本高, 因此从二次资源尤其是大量产生的废弃铂族金属催化剂中回收铂族金属便成为最主要的铂族资源来源。根据操作环境的不同, 可将目前的铂族金属富集工艺分为火法工艺与湿法工艺, 火法工艺处理量大、工艺流程短, 适用于大规模处理, 但能耗高、环境污染较为严重; 湿法工艺反应条件温和、对特定物料选择性好, 但工艺流程长、试剂消耗量大, 富集完成后, 需要将溶液中的铂族金属提纯精炼。沉淀法适用于金属离子浓度较高时的富集, 但易引入杂质; 溶剂萃取法所得的最终产品纯度较高, 但萃取剂通常具有毒性且易挥发, 操作难度较大; 离子交换法分离效率高、污染少, 但成本较高且受溶液体系限制较大。本文对目前常见的富集工艺进行了概括, 详细分析了这些工艺各自的优势与缺陷, 同时对不同种类的提纯工艺进行了概括并阐述了其优劣。对废催化剂铂族金属回收技术的未来研究方向进行了展望, 为推动铂族金属二次资源的高效循环利用与经济、绿色、智能化的回收工艺开发提供新的思路。
针对首钢链箅机-回转窑-环冷机球团产线因高硫低硅矿粉供应减少所引发的制酸系统硫源不足、高炉镁铝比降低及炉渣流动性恶化等问题, 系统研究了高硫硼铁粉(HSBC, 含B2O3 5%、MgO 10.18%、S 1.0%, 质量分数)替代秘细粉制备酸性球团的可行性。通过X射线衍射-参比强度比(XRD-RIR)法、扫描电子显微镜-能量色散光谱(SEM-EDS)法、热重-差示扫描量热(TG-DSC)法联合表征HSBC的物相组成、微观形貌及热分解特性, 并设计了HSBC配比(质量分数)分别为0、2%、4%、6%、8%的5组梯度试验, 在工业10 kg级圆盘造球-链箅机-回转窑-环冷机线上完成生球制备、投笼焙烧及取样检测。结果表明, HSBC颗粒表面粗糙、呈纤维状结构, 其粒度偏粗(小于74 μm所占比例仅为72.6%), 与极细马城粉形成粒级互补, 使生球落下强度从6.2次提高至8.5次。TG-DSC分析显示, HSBC在379 ℃出现Fe3O4向Fe2O3转化的放热峰, 在661.7~916 ℃出现吸热峰, 对应硫化物氧化、白云石分解及硼镁铁矿晶格重构, 总增重为2.9%。焙烧后成品球团呈现"液相外壳-多孔内核"的核壳结构, 孔隙率由17.7%上升至25.9%。随着HSBC配比从0提高至8%, 球团还原度由58.50%降低至50.32%, 还原膨胀率由10.98%升高至22.34%;还原1 h后抗压强度提升169 N; 软化区间Δt由91 ℃扩大至115 ℃。综合考虑冶金性能指标及高炉适应性, 确定HSBC最佳配比为5%, 此时成品球抗压强度达3 173 N, 脱硫率为91.5%, 硫收入为1 117 mg/m3, 接近基准水平, 且具备良好的还原性(55.02%)与可控的还原膨胀率(16.36%)。研究结果为高硫硼铁粉在球团生产中的规模化应用提供了理论依据与技术支撑。
随着钢铁行业绿色低碳转型的推进, 冶金行业对固体废弃物综合利用方面需求与日俱增。电石渣作为化工行业产生的高钙固体废弃物, 其大量堆存不仅占用土地, 还存在环境风险。电石渣作为高钙固废在替代常规钙质熔剂用于铁矿烧结方面具有巨大的潜力。本研究旨在系统探究电石渣替代常规熔剂用于铁矿烧结的可行性及其对烧结成矿过程的影响机理。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、激光粒度仪和热重分析仪对电石渣、石灰石和白灰进行了矿物学分析。分析表明, 电石渣较常规熔剂具有较高的CaO含量, 粒度细、热分解温度低且热稳定性较高, 具备充当烧结熔剂的矿物学特性。通过烧结基础特性试验与微烧结试验, 结合电石渣矿物学特性, 系统分析了其替代烧结常规熔剂对烧结基础特性及烧结矿矿相结构的影响。结果表明, 电石渣替代率从0增加到60%, 能够降低同化温度, 增强液相流动性能、黏结相强度及铁酸钙生成能力, 并促进交织-熔蚀结构的形成。当电石渣替代率大于60%时, 虽然同化温度仍进一步降低, 但液相流动性能和铁酸钙生成性能随之降低, 硅酸盐类矿物和孔隙增多, 烧结矿矿相结构变差。当电石渣替代率为60%时, 烧结矿矿相结构均匀, 铁酸钙含量最多, 且以针柱状为主。该研究成果为实现电石渣的资源化利用和烧结矿的降本增效提供了新思路。
为了系统研究Y2O3质量分数与w(CaO)/w(Al2O3)对CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Y2O3渣系物理化学性质的影响规律, 针对电渣重熔冶炼含Y稀土钢过程中Y元素烧损严重的问题, 本文提出通过添加Y2O3以及调节w(CaO)/w(Al2O3)以改善渣系性能, 进而提高Y元素的收得率。试验制备了5种不同Y2O3质量分数和4种w(CaO)/w(Al2O3)的渣系, 综合采用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、半球法熔点测试、旋转柱体法黏度测试、傅里叶变换红外光谱仪以及扫描电子显微镜等多种测试分析手段, 系统研究了渣系的物相组成和含量、熔化特性、黏度变化、结构特征以及析出相特征, 旨在为优化渣系组成、抑制Y元素烧损并提高其收得率提供理论依据。结果表明, Y2O3添加可促进CaYAlO4相形成, 且随着Y2O3质量分数从0增加至20%, 渣系熔点先降低后升高, 渣系黏度先升高后降低, 其中, 最优的Y2O3质量分数为15%。随着w(CaO)/w(Al2O3)从0.8升高至1.4, 渣系中CaYAlO4相特征峰逐渐增强, 渣系熔点与黏度随之降低, 且渣中针状CaYAlO4所占比例增多。w(CaO)/w(Al2O3)升高诱导[AlOnF4-n]-四面体配合物解聚和[AlO4]5-四面体向[AlO6]9-八面体转变, 这可能是黏度降低的主要原因。低黏度导致离子团簇迁移阻力减小, 进而降低晶核形成与晶体生长的能量势垒, 这也是CaYAlO4所占比例增多的原因。CaYAlO4针状形貌可能受螺型位错控制的生长机理影响。基于以上讨论, 优化出最优的渣系配比为Y2O3质量分数为15%、w(CaO)/w(Al2O3)为1.4, 该配比渣系的熔点为1 346 ℃, 1 600 ℃时黏度为0.28 Pa·s。
本文旨在研究稀土与镁处理对超高纯(UHP)316L奥氏体不锈钢中非金属夹杂物的影响, 以提升其洁净度, 满足半导体设备用材的严苛要求。传统的铝脱氧工艺会产生氧化铝, 在服役过程中易脱落导致整个半导体加工系统受到污染。尽管稀土与镁被视为潜在替代脱氧剂, 但两者复合处理工艺, 特别是添加顺序对UHP 316L不锈钢夹杂物影响的系统研究尚存空缺。因此本文依托真空感应熔炼(VIM)+真空自耗重熔(VAR)双联工艺, 设计了3种脱氧工艺, 即纯稀土(Y)处理、先镁后稀土(Ce)处理、先稀土(Ce)后镁处理, 系统考察了工业生产条件下不同工艺对夹杂物尺寸、分布、类型及评级的影响。采用金相显微镜、扫描电镜能谱分析及Thermo-Calc热力学模拟等手段, 系统评估了各工艺阶段试样的夹杂物特征及演变规律。结果表明, 在UHP 316L不锈钢的VIM+VAR冶炼中, 先稀土后镁的复合脱氧顺序是实现高水平夹杂物控制最有效的策略, 其VIM+VAR后试样中夹杂物分布密度最低, 平均等效直径最小, 且无等效直径不小于8 μm的大尺寸夹杂物, D类细系夹杂物评级可达0.5级以下, 满足UHP 316L不锈钢的行业标准; 而先镁后稀土处理因镁提前损耗严重, 未能有效协同稀土发挥作用, 夹杂物控制水平较差。合理的稀土-镁添加顺序可充分发挥稀土元素的强脱氧能力和镁蒸气的气泡浮选与搅拌作用, 是实现UHP 316L不锈钢高洁净度控制的关键工艺路径。
为满足液氨运输船的建造需求, 本研究采用低碳-NbTiAl复合微合金成分设计, 结合控轧控冷工艺, 开发了低温钢板LT-FH32。通过拉伸试验、低温冲击试验、金相观察及扫描电子显微镜分析等方法, 对试验钢的显微组织和力学性能随轧制工艺的变化进行了系统研究。结果表明, 试验钢的组织随终轧温度降低由多相结构"多边形铁素体+准多边形铁素体+针状铁素体"转变为双相结构"多边形铁素体+贝氏体", 其中软相多边形铁素体的体积分数由37%增加至63%, 软、硬相之间的硬度差由68HV0.01增大到119HV0.01。进一步配合轧后弛豫工艺, 组织演变为双相结构"多边形铁素体+大尺寸条状或块状M/A (马氏体/奥氏体)组元", 多边形铁素体体积分数继续增加至89%, 软、硬相硬度差进一步增大到379HV0.01。组织演变使屈服强度降低, 抗拉强度先升高后降低, 屈强比持续降低; 裂纹形核功先升高后降低, 裂纹扩展功持续下降, 韧脆转变温度升高。当终轧温度为770 ℃并采用轧后直接水冷工艺时, 试验钢的强度余量适中, 屈服强度为406 MPa, 抗拉强度为519 MPa, 安全性能良好, 屈强比为0.78, 低温韧性储备充足, 韧脆转变温度低于-80 ℃, 综合性能最佳。
高原强辐照、气候多变以及海洋高温、高湿、高盐等复杂腐蚀环境, 对高性能耐候桥梁钢提出了更高要求。本文以新型低C+(Cu-Cr-Ni)合金化Q550qENH耐候钢为研究对象, 并选择普通Q355B碳钢为对比钢, 探究模拟海洋大气环境下的腐蚀行为; 采用周浸试验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及电化学测试等方法研究了Q550qENH钢在3.5%NaCl溶液中腐蚀不同周期(72、168、360、576 h) 下的腐蚀失重及锈层演变规律。结果表明, 腐蚀时间为72~360 h时, Q550qENH钢的表面锈层由部分覆盖转为全面覆盖, 腐蚀失重速率随着时间的延长快速增大。腐蚀产物的X射线衍射分析表明, 试验钢不同周期内腐蚀产物均由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成, 其中α-FeOOH占比最高, 其次为Fe3O4和γ-FeOOH。随着腐蚀时间延长至576 h, 试验钢腐蚀失重速率略有增加, 腐蚀产物主要为α-FeOOH, γ-FeOOH含量减少。电化学测试结果显示, 随着腐蚀时间从72 h延长至576 h, Q550qENH钢的极化曲线均向右移, 自腐蚀电流密度呈现先升高后降低的变化趋势, 即随着腐蚀的进行, Q550qENH钢表面锈层逐渐增厚且致密性增强。相较于普通Q355B碳钢, 不同腐蚀周期内, Q550qENH钢的失重速率分别为Q355B的53.56%、67.38%、96.45%和74.85%。腐蚀后期, Q550qENH钢腐蚀产物中α-FeOOH含量显著高于Q355B钢, 锈层更加致密, 有效抑制腐蚀介质向基体的渗透, 从而表现出优于Q355B钢的耐蚀性能。
本研究系统探讨了轧制(R)与析出(P)工序顺序对热处理强化Al-Mg-Si-Mn合金微观组织演变及高温力学性能的影响规律, 旨在为该类合金制备工艺的优化与综合性能提升提供理论依据。采用自主开发的双辊铸轧技术(TRC)成功制备出表面质量优良的Al-Mg-Si-Mn合金板坯。微观结构分析表明, 在析出-轧制(P-R)工序下经长时间析出处理后, 析出相平均尺寸约为70 nm, 数量密度为15 μm-2; 而采用轧制-析出(R-P)工序结合短时析出处理, 析出相平均尺寸增加至90 nm, 数量密度亦提升至17 μm-2。在相同析出时间条件下, R-P工序处理的合金中弥散相呈现明显球化趋势, 并伴随大量再结晶组织形成。高温力学性能测试结果显示, 在350 ℃条件下, R-P工序合金的抗拉强度达到83 MPa, 伸长率为5%;而P-R工序合金的抗拉强度为65 MPa, 伸长率为6%。研究表明, R-P工序可在更短的析出时间内促进更多强化相析出, 从而显著改善合金在高温环境下的力学性能, 这为热处理强化合金短流程工艺优化提供了新思路。
高强汽车大梁钢作为承载车身质量与外部载荷的关键构件, 需具备高强度、高韧性及优良的冷成型性能。然而, 钢中存在的Al2O3、镁铝尖晶石、钙铝酸盐等硬质夹杂物在轧制过程中不易变形, 若控制不当将损害产品性能。铈(Ce)在钢中具有改性夹杂物与细化晶粒的作用, 可将Al2O3、Mg-Al-O及Ca-Al-O类夹杂物改性为CeAlO3、Ce2O2S等稀土夹杂物, 这些稀土夹杂物能够作为形核核心, 细化钢的凝固组织。通过高温管式炉冶炼铸锭试验, 结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及热力学计算等方法, 系统研究了不同Ce含量对高强大梁钢中夹杂物改性及铸态组织细化的影响。结果表明, 随着钢中Ce含量增加, 夹杂物改性顺序为CeAl11O18→CeAlO3→Ce2O3→Ce2O2S→CeS, 最终改性产物取决于钢中Ce含量。当钢中Ce质量分数为0.005 5%时, 改性产物为Ce-Al-O类夹杂物, 其形貌因遗传效应与改性球化作用呈现多边形或(类)球形; 当Ce质量分数为0.018 0%时, 夹杂物进一步改性为Ce-O-S类球形夹杂物, 并呈现聚集长大特征, 原有棱角分明的Mg-Al(-Ti)-O类夹杂物消失。Ce能够有效缩小钢中夹杂物的平均尺寸、减少大尺寸夹杂物数量。随着Ce含量增加, 夹杂物数量呈现先减少后增多的趋势, 在Ce质量分数为0.005 5%时, 夹杂物平均尺寸较小、数量较少。同时, Ce在钢中表现出晶粒细化作用, Ce-Al-O与Ce-O-S类夹杂物均对钢的凝固形核具有促进作用, 其中Ce质量分数为0.018 0%时铸态组织细化效果最佳。热力学计算进一步揭示了相关夹杂物的形成机理。
为研究回火温度对X70Q管线钢落锤撕裂试验(DWTT)性能的影响, 采用金相、扫描、电子背散射衍射、JMatPro模拟计算、透射电镜等方法, 研究了不同回火温度(300~600 ℃)对X70Q厚壁管线钢组织与力学性能、特别是DWTT性能的影响规律与作用机制。研究表明, 在300~400 ℃中低温回火区间, 试验钢发生了位错回复与亚晶合并, 导致大角度晶界比例显著增加(400 ℃时达68.3%), 同时细小的M3C碳化物析出起到强化作用, 展现出最佳的强韧性匹配; 500~600 ℃高温回火时, 晶粒粗化、脆性相析出及马氏体/奥氏体(M/A)岛分解, 使DWTT性能显著降低。高温回火恶化DWTT性能主要归因于晶粒粗化与等轴化、脆性相沿晶界析出、细小M/A岛分解3个关键因素。晶粒粗化与等轴化是指具有较小断裂单元、取向差异大的针状铁素体, 高温回火后向等轴化的多边形铁素体转变, 导致有效晶粒尺寸增大, 特别是{001}解理面晶粒异常长大, 降低了裂纹扩展阻力。脆性相沿晶界析出是指高温回火后粗大的M23C6沿晶界析出, 造成晶界附近贫铬, 弱化了晶界结合强度。细小M/A岛分解是指作为阻碍裂纹扩展的重要组织, 细小M/A岛在高温回火后基本完全分解, 丧失其有益作用。研究结果为X70Q热处理生产提供了参考。
针对微碳钢热轧板强度过高不利于后续冷轧成形的问题, 可以通过在奥氏体-铁素体两相区变形以降低强度, 但同时会显著提高热轧过程的变形抗力。因此, 本文通过Gleeble-1500热模拟试验机对微碳钢在奥氏体-铁素体两相区(773~845 ℃)进行压缩变形, 利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段探究不同变形温度和变形量对峰值应力和显微组织的影响, 获得降低两相区变形抗力的工艺参数, 分析两相区变形软化机制。结果表明, 微碳钢在两相区变形后显微组织为铁素体+珠光体。在应变速率为1 s-1、变形量为30%或60%、变形温度为775~825 ℃范围内, 当试样处于低变形温度775 ℃、小变形量30%时, 难以发生动态再结晶, 在变形过程中组织以只能回复长大的粗大晶粒为主, 此时铁素体晶粒尺寸最大, 为55.4 μm, 变形抗力最小, 为103 MPa。在该工艺参数下, 两相区变形抗力降低的主要机制为晶粒粗化。探究两相区变形工艺参数对微碳钢变形抗力的影响规律, 对于在工业生产中实现精准控制变形抗力、有效降低热轧板强度具有重要的意义。
钢铁行业是全球碳排放的重点领域, 其低碳转型工作至关重要, 而提高废钢使用比例是钢铁企业实现碳减排目标的关键举措。当前废钢碳核算面临标准体系不统一、技术与经济协同性不足两大核心问题。本文以废钢利用优化路径探索为目标, 通过多标准对比分析与模型构建, 助力钢铁企业实现减碳目标与经济效益的平衡发展。研究首先系统对比世界钢铁协会生命周期清单(LCI)方法论、中国钢铁工业协会《低碳排放钢评价方法》、负责任钢铁(RS)标准及德国低排放钢铁标准(LESS)四大标准, 剖析各标准在废钢定义、分类体系及核算边界方面的差异; 其次结合中国以转炉炼钢为主的生产特征, 构建热平衡、物料平衡与碳排放-成本协同优化模型, 量化碳质/硅质补热剂使用、废钢预热工艺对废钢比的影响, 并进一步探究废钢收得率、铁水-废钢价差的调控作用机制。结果表明, 《低碳排放钢评价方法》因引入本土化参数, 更贴合中国钢铁生产的实际国情, 适宜作为国内碳核算的统一基准。在补热措施中, 废钢预热是最优减碳技术路径, 不仅可使废钢比提升约9%, 而且对钢水质量的影响最小; 焦炭补热可使废钢比提升约7%, 而硅铁补热的提升幅度仅为1%左右。在经济与环境协同优化层面, 当铁水-废钢价差超过300元/t(LCI方法论)或100元/t《低碳排放钢评价方法》时, 提高废钢比能够实现降碳与成本的双赢。此外, 废钢收得率对物料平衡的稳定性以及经济环境效益均有显著影响, 因此提升废钢质量成为高比例废钢冶炼的核心保障。
铜作为全球新能源产业转型的基础性材料, 面临着日益增长的需求。铜工业的快速发展伴随着巨大的矿物、能源和水资源消耗, 同时也产生了大量废水和其他污染物, 对环境造成了严重压力。水资源在冶金过程中既是关键资源, 也是重要的媒介, 其消耗与废水产生直接相关。本研究以典型火法铜冶炼企业为案例, 旨在通过系统解析全流程水代谢特征, 识别节水关键环节, 提出水网络优化策略, 以推动铜工业绿色转型和可持续发展。研究采用物质流分析方法, 从全流程视角量化了水资源消耗、废水排放与循环利用之间的关系, 将所有用水过程整合到水平衡系统中, 建立铜冶炼企业用水网络优化模型和评价指标体系, 并提出基于"分质处理-梯级利用-闭环回用"体系的分级用水策略。结果表明, 优化后企业新鲜水用量从15.74 m3/t降低至12.51 m3/t, 降幅为20.52%;循环水用量从949.67 m3/t增加至1 274.54 m3/t, 增幅为34.21%。水资源效率提升了68.04%, 水循环率从98.2%提升至98.7%, 系统回用水量从1.30 m3/t增加至4.05 m3/t, 排水量从5.05 m3/t减少至4.43 m3/t。本研究揭示了铜冶炼过程中的水资源流动特征, 提出了分级用水策略以及水网络优化方法, 为实现水资源高效管理与近零排放提供了可行的技术路径。未来可进一步结合智能监测与控制技术, 实现水系统的动态优化与精细化管理。
通过采用合适的合金制备方法和元素掺杂调控合金铸锭的成分与组织结构、进而对金属材料进行改性, 是改善SmFe12系稀土合金中Sm元素易挥发、制备稳定性差、微观组织调控难等问题的重要手段。结合试验现象确定了感应熔炼法比电弧熔炼法更适合SmFe12基稀土合金铸锭的制备。利用Zr、Co、Cu、Ti元素掺杂SmFe12合金铸锭并将其在1 100 ℃下进行36 h的均匀化热处理, 采用XRD和SEM对合金的相组成及微观组织进行表征分析, 研究元素掺杂对合金相组成的影响机理。从混合焓、混合熵、吉布斯自由能及原子尺寸差等热力学参数角度对元素掺杂得到的效果进行分析。结合试验结果和热力学分析得出, SmFe12合金铸锭稳定性差, 难以制备, 通过元素掺杂得以改善; 在原子间作用力的作用下, Sm0.8 Zr0.2 Fe8.5 Co2 Cu0.5 Ti合金由SmFe11 Ti相、SmCu5相和α-Fe相组成; Zr、Ti原子以固溶的形式存在于SmFe11 Ti相, 且α-Fe相周围的SmFe11 Ti相中Zr、Ti的固溶度较高; 在Cu原子对Sm原子的吸引力和对Fe、Co原子的排斥力的作用下, Cu元素以SmCu5相的形式析出, 促进了SmFe11 Ti相的分解, 进而导致SmFe11 Ti相含量降低和α-Fe相含量升高。研究结果表明, Zr、Co、Cu、Ti元素的掺杂提高了SmFe12基合金主相稳定性, 同时析出了有望进一步优化合金磁性能的SmCu5相, 为今后的粉体制备提供了优质原料, 调控SmCu5相的晶粒尺寸及分布将成为新的研究方向。
在高炉冶炼过程中, 球团矿粒度的均匀性对高炉顺行有重要影响。然而在工业造球过程中, 现场仍采用传统人工筛分方法, 不便直接、连续测量球团粒径, 且测量误差较大, 难以满足实时测量需求。因此, 本文提出一种非接触式在线测量球团粒径方法, 以YOLOv11模型为基础, 引入多尺度增强上采样模块(MEUM)替代原有上采样结构, 通过多尺度特征融合与边缘增强设计提升对不同粒径及模糊边界的表征能力; 在骨干网络中嵌入局部重要性注意力机制(LIA), 自适应强化关键区域响应, 在保持网络轻量化的同时提高对复杂背景下目标特征的鲁棒性。在此基础上, 提出1种边缘轮廓-霍夫圆联合检测法来测算球团粒径, 通过对处理后掩码边缘轮廓提取获得最小外接圆, 并结合多尺度霍夫圆检测进行匹配与筛选, 从而得到稳定可靠的拟合圆并计算粒径。结果表明, 改良后模型框检测mAP50-95(交并比从0.50到0.95的多个阈值下计算的平均精度均值)从0.885提高到0.906;掩码检测召回率从0.993 0提升至0.999 7, mAP50-95由0.833提升至0.847, 与其他4种对比模型相比性能均为最优。同时本文提出的球团粒径测量法与ImageJ测量法的最大误差保持在±1.7 mm之内, 平均相对误差为3.98%。本文所提出的球团粒径检测方法可以在复杂的工业环境中高效处理球团矿粒径识别任务, 在冶金工业智能化领域具有广阔应用空间, 为球团矿非接触式粒径检测提供新的思路与方法。
为解决多工序参数耦合、系统非线性及时变特性对冷轧带钢力学性能预测带来的挑战, 本文提出了一种融合生物调控机理与运筹决策理论的智能预测模型。首先, 基于生物内分泌系统的动态反馈机制, 构建了具有自适应调节能力的信息反馈结构; 然后, 结合运筹学中的多目标优先因子理论, 设计了反馈信号权重动态分配策略, 以优化模型在复杂工况下的响应性能; 进一步引入生物内分泌激素调节机制, 实现模型参数在训练过程中的实时自校正, 有效缓解系统动态变化引起的预测偏差。基于实际产线数据的试验验证表明, 与长短时记忆网络和最小二乘预测模型相比, 所提模型在抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的预测中, 整体表现最优, 均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差均为最小, 决定系数全部高于0.99。消融试验证实了生物反馈信息、参数动态更新的必要性。该模型能够对冷轧带钢关键力学性能进行高精度智能预测, 对提升生产质量管控精度、优化工艺参数预设定与保障产品性能稳定性具有重要技术支撑价值。
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