荐读|殷瑞钰院士最新力作——冶金流程集成理论与方法(英文版)

正本书是一部关于冶金过程工程理论与工程运行实践并重的专著。作者近年来对冶金流程动态运行的物理本质进行了深入的理论探索,以三类物理系统为理论基础,阐述了流程动态运行的基本概念、要素和规律,讨论了制造流程中物质流、能量流、信息流相互作用和协同运行的关系,提出了建立新一代钢铁制造流程的理论框架和钢     

关于钢铁制造流程的研究

在认识钢铁制造流程的动态运行过程中,会遇到不同层次、不同时-空尺度的科学问题.即微观层次(原子/分子尺度)上的基础科学问题,介观层次(场域/装置尺度)上的技术科学问题和宏观层次(制造流程尺度)上的工程科学问题.在钢厂的生产运行过程中,这三个层次上的问题是相互关联并耦合-集成在一起的.在新世纪内应高度注意这类科学问题的研究.钢铁制造流程动态运行的物理本质是:一种多因子"流"按照特定的"程序",在一个复杂网络(流程系统的框架,例如钢厂总平面布置图等)中的流动运行现象.这是属于一类开放的不可逆过程,即物质、能量的转换与耗散过程."流"的行为(特别是碳素流的行为)研究,引起了对钢铁制造流程功能拓展的思考.即钢铁制造流程的功能,不仅是冶金-材料制造功能,还须包括能源转换功能和某些废弃物的消纳-处理和再资源化功能.对钢铁制造流程的结构-功能-效率进行了深入的研究,可系统地、准确地从工程科学层面上对其进行概括、抽象和动态描述,将对工程设计的思维逻辑、企业技术改造的指导思想,钢厂转型和新建钢厂的理念都会产生重要的影响.     

钢铁制造流程的解析和集成

对钢铁制造流程中若干深层次的理论问题进行了科学分支意义上的讨论，对工序功能集的解析－优化、工序关系集的协调－优化和流程工序集的集成－优化等给予物理－数学方面的概述和描述，提出了对可能发展起来的学科分支－冶金流程学的展望，同时进一步指出，制造流程的系统理论和制造过程的信息系统是２１世纪制造科学、制造工业发展的共性基础理论。     

如何解决薄板坯连铸连轧铌微合金化的技术问题

正薄板坯连铸连轧技术将传统钢铁制造流程独立分散的工序有机集成,以高效、节能、环保的优势受到全球广泛关注,在世界范围内得到迅速推广。传统炼钢工艺中,铸钢后形成的900℃钢坯需降至室温,运输至轧钢机组后再加热到1 200℃才能轧制,中间巨大能量损耗可想而知。连铸连轧,薄板坯铸完即可直接轧制,既能避免能量损失又能充分发挥流程特点,开发与之相适应的低成本高性能钢,具有工序简单、投资少、生产周期短、能耗低等优点。     

铝生产结构调整与节能对策研究

针对我国铝工业面临的整体性问题,在冶金流程工程学的理论体系框架下,分析研究铝生产设备与流程的节能方向和技术路线,促进铝工业生产流程结构调整。基于现有铝工业的生产流程结构特征及能源利用情况,对比分析铝、钢铁生产流程的冶金本质,划分铝生产流程工序区段,综合分析铝工业能源结构及能量耗散规律。参照钢铁节能技术的实践,指出铝工业在流程优化与改进、能源结构优化、废弃物资源化利用及余能回收综合利用等方面具有系统节能潜力,提出铝后工序高效、有序运行的生产流程结构模式。     

关于钢铁制造流程优化与产品优化问题的讨论

强调在新世纪里中国钢铁企业要注意研究钢铁制造流程的功能,指出制造(生产)流程对钢厂的生存和发展有着广泛的关联度和综合影响力,制造流程的结构优化是钢厂增强市场竞争力和拓展社会经济功能的有效手段。简要地叙述了钢铁制造流程的构成要素是"流"、"流程网络"和"程序"。"流"按一定的"程序"在"流程网络"中动态有序地、准连续地、紧凑地运行,可以实现多目标优化。讨论了中国钢铁企业生产流程优化的现状和发展方向,还就中国钢铁产品优化过程中有关炼钢、轧钢方面的问题进行了总体性探讨。在新世纪前20年,要集中有关资源加速发展薄板及其深加工产品,以实现中国钢铁产品的结构调整,促进钢厂结构的优化。     

关于钢铁制造流程优化与产品优化问题的讨论

强调在新世纪里中国钢铁企业要注意研究钢铁制造流程的功能 ,指出制造 (生产 )流程对钢厂的生存和发展有着广泛的关联度和综合影响力 ,制造流程的结构优化是钢厂增强市场竞争力和拓展社会经济功能的有效手段。简要地叙述了钢铁制造流程的构成要素是“流”、“流程网络”和“程序”。“流”按一定的“程序”在“流程网络”中动态有序地、准连续地、紧凑地运行 ,可以实现多目标优化。讨论了中国钢铁企业生产流程优化的现状和发展方向 ,还就中国钢铁产品优化过程中有关炼钢、轧钢方面的问题进行了总体性探讨。在新世纪前 2 0年 ,要集中有关资源加速发展薄板及其深加工产品 ,以实现中国钢铁产品的结构调整 ,同时也促进了钢厂结构的优化     

钢铁生产流程铁资源效率与工序铁资源效率关系的分析

以钢铁生产流程铁流图为基础，推导了实际钢铁生产流程铁资源效率与工序铁资源效率的关系式．以某钢厂年均生产数据为例，分析了流程铁资源效率与工序铁资源效率的关系，并讨论了工序铁资源效率对流程铁资源效率的影响．     

关于新一代钢铁制造流程的命题

21世纪钢铁工业面临的是一种最新形式的综合性挑战,它包括了经营成本、产品质量与性能、生产效率与合理规模、能耗与过程排放、环境与生态等多目标群优化.这些挑战,主要应从钢厂生产流程整体优化来解决.新一代钢铁制造流程的研究内涵应包括：高效率、低成本的洁净钢生产平台技术;工序间动态-有序运行的“界面技术”;流程工程集成技术;系统、高效的能源转换技术;废弃物再资源化技术;产业链接技术;流程物理模型与虚拟现实技术.总之,要通过钢铁制造流程的研究开发,拓宽钢厂生产流程的功能——即钢铁产品的制造功能、能源转换功能和废弃物再资源化功能-增强市场竞争力和可持续发展能力.     

小型型钢热轧工序能效评估方法研究

针对以中间产品（钢）为计算基准来分析钢铁企业能耗所存在的弊端,提出了一种以最终合格产品为计算基准、引入原料的初始载能和外供产品载能的新的工序能耗计算方法。对小型型钢热轧工序进行的实例分析得出,小型型钢热轧生产应以加热、轧制两个子工序的节能降耗为重点,兼顾水处理子工序能耗。并将加热、轧制、水处理3个子工序设置为3个相对独立的模块,以满足不同工序流程和产品结构的组合要求,且便于计算和评估。