前沿综述专栏

• 磁粒研磨加工技术的研究进展与创新方向

  刘冰洋;丁云龙;邵文杰;马龙;韩冰;

  磁粒研磨是一种先进的加工技术，适用于多种几何形状工件表面的精加工，具有残余应力分散、加工均匀性良好、自动化程度高等优点，加工完成后工件表面粗糙度能满足超精密零件的使用要求。本文介绍了磁粒研磨的加工原理，从5个方面综述了磁粒研磨加工技术的研究进展，包括磨料制备、磁极的形状和排布方式、仿真模拟以及不同加工技术和工件形状下的材料去除模型和粗糙度模型。对磁粒研磨中的数学模型进行了重点阐述，对建立材料去除模型的关键步骤进行了总结。结果发现：根据不同硬度的材料选用不同研磨相的磁性磨料可以更好地实现对工件的精密加工；对磁场、磨料运动轨迹仿真分析及多场耦合仿真分析可以预测加工中工件的受力大小、热力耦合、磨损情况和温度变化；磁极形状(瓦形、方形、马鞍形等)及磁极排布(N-N、N-S、N-S-N、Halbach阵列等)、动态磁场(交变磁场、脉冲磁场等)决定这磨料的受力大小和运动情况；材料去除模型和粗糙度模型可精确地分析工艺参数对加工结果的影响，便于设定更加合适的试验参数。最后，对目前研究中存在的缺陷和不足进行了概括，对磁粒研磨技术的未来研究方向提出了建议。

  2025年05期 v.39;No.226 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1880K]
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分析研究

• 焊接机器人运动规划研究进展

  岳志伟;王大伟;岳志峰;吕兴园;

  焊接机器人作为智能制造的主要设备之一，凭借其焊接质量高、制造成本低等优点，已在船舶、汽车、铁路等众多行业得到了广泛应用，但其运动规划在效率优化和能耗控制方面仍存在着技术瓶颈。通过系统性地分析焊接机器人的关键技术，采用多维度的分析框架，分别从时间优化、能耗控制、防障碍碰撞机制及多目标协同4个维度对国内外的研究成果进行比对研究，构建了系统分类模型，希望能够为未来焊接机器人的发展提供有益的参考，推动焊接技术的不断进步和可持续发展，满足日益复杂和多样化的工业需求，助力制造业迈向更高的自动化和智能化水平。

  2025年05期 v.39;No.226 15-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 690K]
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• 自动剥锌机剥离效果影响因素的正交试验设计

  赵晓燕;太旭维;溪贵飞;王勇;杨支海;王凯;

  近年来随着数字化、智能化技术的发展，实现有色金属冶炼行业的无人化作业已成为未来趋势，自动剥锌机则是实现湿法锌冶炼无人化作业的关键装备。针对自动剥锌机剥离效果差直接导致剥锌作业效率低及产量少的难题，本文基于3.2大极板自动剥锌机剥离设备，对剥离过程中的多种剥离效果影响因素深入分析，提出应用二次正交回归试验分析方法，选取剥离刀具行程为设计参数和剥离刀具的角度、剥离刀具的宽度、剥离锌皮的厚度以及锌皮粘结层的粘结强度为主要影响因素，分析研究了各因素对剥离效果的影响规律，得到了4种因素与剥离载荷及剥离刀具行程2个参数间的函数映射关系，为提高剥锌机剥离成功率提供了理论基础，具有广阔的工程应用前景和实际应用价值。

  2025年05期 v.39;No.226 24-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
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• 采矿气液破碎锤液压系统性能仿真与分析

  金学伟;邢明扬;刘浩;张晨;丁云龙;

  气液破碎锤是一种大型、高效的采矿冲击破碎设备，广泛应用于有色矿山开采、海洋工程以及建筑施工领域。目前，在镁矿的开采过程中，受到地质和施工条件的影响，气液破碎锤存在破碎冲击力不足、锤击频率低以及功率利用低的问题。为此，本文对气液破碎锤的结构和液压系统进行优化设计，通过建立的液压系统动力学模型分析液压缸回程和打击阶段各性能参数关系，并采用AMEsim对气液破碎锤各工况参数进行模拟分析。结果表明，建立的气液破碎锤模型，可求解出回程和打击阶段的速度、位移、冲击能量、液压缸内压力与作用时间的曲线，优化后的液压系统可有效提高破碎冲击力和锤击频率。当在供油能力和行程长度不变时，基于单因素控制变量法，可得出：气液破碎锤的速度和冲击力随氮气室初始压力的增大而增大，随初始容积的增大而减小；锤击频率随氮气室的初始容积的增加而增加，随初始压力的增大而减少。

  2025年05期 v.39;No.226 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1131K]
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• 侧吹浸没燃烧技术在镍闪速冶炼领域升级改造中的应用及实践

  许欣;

  在高强度冶炼迅速发展的背景下，闪速冶炼技术呈现高投料量、高富氧浓度、高容积热强度、高镍锍品位等特性，为满足新的工艺要求，本研究对某镍冶炼厂闪速炉实施结构升级改造。针对炉体反应塔及沉淀池等关键部件不同位置的高热负荷、强冲刷等炉况，采用了多种形式的水套结构设计，并将侧吹浸没燃烧技术引入闪速炉贫化区，通过侧吹浸没喷枪为熔池提供动能和热能，改善贫化区中冶金过程的发生条件，强化炉渣还原。运行结果表明，本次升级将闪速炉年处理能力提升至85万t,反应塔处理量达到100 t/h。新型水冷结构有效保障了炉体在高负荷下的安全稳定运行；侧吹技术的应用显著改善了贫化区的冶金环境，为提升有价金属回收率奠定了基础，为同类设备的技术升级提供了实践参考。

  2025年05期 v.39;No.226 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 680K]
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• 低硫褐煤在阳极精炼还原中的实践与应用

  叶松鹤;姜忠明;韩鹏业;

  为应对传统阳极精炼还原剂(柴油、国产低硫煤)成本高、污染大的问题，本文研究了赞比亚当地低硫褐煤(全硫0.5%～1.0%、干燥无灰基挥发分18.02%～21.03%、固定碳56%～58%)作为替代还原剂的可行性。通过系统分析铜阳极精炼还原原理及硫元素对阳极板质量的影响机制，重点考察了低硫褐煤中灰分、固定碳、挥发分等关键组分在还原过程中的行为与作用，并优化出铜液氧含量1300±200 ppm的核心控制参数。研究结果表明，以低硫褐煤作为阳极精炼还原剂，阳极板铜合格率可以稳定控制在99.49%以上，还原剂单位成本下降83%,在降本增效的同时，兼顾职业健康与环境保护，具备良好的推广价值。

  2025年05期 v.39;No.226 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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开发应用

• 有色工程行业数字化交付的研究与应用

  胥建;许俊;张智宽;

  为应对传统行业在数字化转型中面临的工程数字化交付实施瓶颈，特别是在标准缺失与思维定式等方面的挑战，本文从数字化交付的概念入手，系统介绍了数字化交付的内容、标准与依据、优势、交付过程、交付管理、交付平台及功能要求、推动数字化交付的挑战等，并聚焦有色冶金行业的应用情况进行分析。研究提出，数字化交付是智能工厂建设中至关重要的环节，可实现以设计为源头的正向数字化工厂建设，增强工程数字化水平，提升工程建设质量，降低工程建设成本，更能为工厂运维和智能工厂建设提供坚实的数字化基础，工程建设同步推动数字化交付意义重大。

  2025年05期 v.39;No.226 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K]
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• 地下铲运机自动集中润滑系统的设计与应用

  冯浩;朱美丽;郝国凯;刘宝荣;田志聪;

  针对地下矿山工作环境恶劣，地下铲运机由于手动润滑方式存在诸多缺点和不足，出现设备高故障率与低可用性问题。本文以ACY514地下铲运机润滑系统为研究对象，依据润滑脂消耗与供给平衡方程，设计了一套自动集中润滑系统。实践应用表明，设计的自动集中润滑系统合理有效，设备润滑良好，显著降低了润滑保养时操作人员的劳动强度，有效减少因润滑不良产生的设备故障率。同时，针对本套自动集中润滑系统提出优化方案，使系统润滑更有效、维护保养更便捷。实践结果表明，优化后的系统不仅延长了关键部件寿命，提升了设备综合运行效率与可靠性，为同类设备的润滑技术升级提供了有效借鉴。

  2025年05期 v.39;No.226 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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• 离心式渣浆泵串联输送技术在矿冶工程中的研究及应用

  袁朝;

  在矿冶工程领域，离心式渣浆泵作为常见的输送设备被广泛应用。当通过管道输送固液两相流浆体需要较高输送压力时，单台渣浆泵常难以满足要求。为有效提升输送扬程，可采用将多台渣浆泵组成串联泵组型式进行输送。本文通过介绍离心式渣浆泵串联泵组的原理、型式，深入分析了串联技术的难点，并提出了针对性的解决对策；同时阐述其在工程化中的应用情况，进而探索并提出了未来的技术发展方向。研究成果为离心式渣浆泵串联泵组的合理应用及技术发展提供了参考，有望进一步提升矿冶工程中固液两相流浆体的输送效果与效率。

  2025年05期 v.39;No.226 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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• 矿山充填移动式环管试验装置自动化控制系统开发与应用

  解志远;刘伟涛;

  在矿山充填工程中，环管试验装置是开展充填料浆输送特性研究的关键设备，对保障充填系统安全、高效运行具有重要意义。充填环管试验装置系统设备和实验过程的自动化和智能化是必然选择。移动式充填环管试验装置的自动化使环管试验装置的所有测量数据、工艺流程、设备状态、实验参数等在人机界面上集中显示，设备控制和实验参数设置可在人机界面集中操作，最终实现了环管试验装置运行的自动化与试验流程的智能化，显著提升了充填料浆输送特性研究的效率与数据可靠性，为保障矿山充填系统的安全、高效运行提供了技术支撑。

  2025年05期 v.39;No.226 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K]
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• 广西某铜冶炼企业基于机器学习的远程驾驶渣包车应用研究

  贾宇;高鹏翔;李惠;

  渣包转运是将冶炼炉中的热炉渣装进渣包后，用渣包车运送到渣缓冷场进行冷却，另外将冷却后的渣包运送到倒渣口倒渣的过程。该渣包处理过程存在作业环境光线不足、温度过高和扬灰等环境问题，同时存在较大的人工作业风险。随着智能化和5G技术的发展，实现冶炼厂远程渣包转运逐步具备了技术条件，具有较大的应用市场和重要安全意义。远程驾驶是今后冶炼厂热熔渣转运的主流方向，本文基于机器学习技术升级改造渣包转运车的作业过程，利用远程驾驶技术实现渣包车的超视距驾驶，降低了渣包转运作业的风险，改善了作业人员的工作环境，为提升冶炼生产全流程的自动化与智能化水平奠定了基础，具有工程应用价值。

  2025年05期 v.39;No.226 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
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• 高海拔金属矿山井下按需通风系统搭建研究

  何文斌;陈庆刚;杨家宏;宁轩;仁涛;程竟;杨理;

  本研究针对某高海拔金属矿山井下通风系统的当前生产状况进行深入分析，发现高海拔地区井下氧气提供和井下温度保持都具有高海拔地区的特点。基于按需通风理论，构建了一套集风机远程控制与按需通风功能于一体的通风系统。该系统实现了地表对井下通风的远程精准控制及按需通风调节，显著提升了通风效率与能效水平。多作业点的实测数据通过可拓模型进行分析，评价结果与实际情况吻合性较好，证明了本文方法是可行的。在系统投入后，电耗降低15%,有效通风率长期保持在85%以上。本研究为同类矿井通风系统的设计优化提供了有力的理论支撑和实践借鉴。

  2025年05期 v.39;No.226 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 590K]
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• 面向铜冶炼车间的物流搬运设备监控及管理系统研究

  刘光辉;楚金旺;张博文;殷冠军;

  针对PS转炉铜冶炼多工序协同作业中，因依赖纸质记录与人工沟通导致的信息传递滞后、协同效率低下等瓶颈问题，本文提出并设计了铜冶炼车间物流搬运设备监控及管理系统。该系统分别采用格雷母线和旋转编码器对行车大车和小车方向连续定位，对行车主钩、副钩均安装称重传感器以实现行车吊钩称重，采用激光测距实现对电动平车精准定位，采用图像识别方法对车间内渣包号自动识别，基于车间内全覆盖的无线通讯网络，实现各类智能感知数据的自动采集传递，最终实现对车间内各冶炼炉、行车、渣包等关键设备生产过程的有效监控，以三维可视化技术呈现车间生产全貌，其次，对生产过程中冰铜、粗铜、冷料等各主要金属实物流向连续自动跟踪，并且将物料跟踪数据及时反馈至各冶炼炉。车间内生产信息的自动采集与传递，有效提高了各工序间协同效率，为铜冶炼车间的智能化转型提供了参考。

  2025年05期 v.39;No.226 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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• 垃圾焚烧发电厂抓斗起重机的自动化改造设计

  俞云辉;张明洋;杨旭;肖伏森;林瑶瑶;

  针对垃圾焚烧发电厂中传统垃圾抓斗行车自动化水平不高的应用场景，本文开发出一套垃圾行车智能调度控制系统。该系统在行车的大小车轮上安装绝对式编码器以获取大小车的实时位置坐标、在起升电缆卷筒的轴上安装绝对式编码器以获取抓斗的起升高度、采用超声波测距传感器进行投料口料位监测，为调度软件提供准确可靠的投料任务生成依据。在垃圾仓长边的两侧布设2台激光雷达，实时扫描垃圾仓的料面获取仓内点云数据，生成彩色的垃圾仓料面模型，通过算法计算出适合抓斗抓取和堆放的点位坐标。调度软件根据2台行车状态信息，给PLC发送控制指令，实现双行车协同作业。将相关技术应用于赣州垃圾发电厂，达到了预期效果，为同类型行车的自动化改造提供实践参考。

  2025年05期 v.39;No.226 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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• 敬告读者

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  2025年05期 v.39;No.226 14页 [查看摘要][在线阅读][下载 74K]
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