殷瑞钰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.11.001
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.
关键词:
钢铁制造流程
,
科学层次
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物理本质
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功能拓展
殷瑞钰
钢铁
对钢厂制造流程动态运行过程的物理本质进行了概要的描述,并在此基础上进一步指出:在钢厂制造流程中,铁素物质流与碳素能量流的关系是相伴而行的,而碳素能量流与铁素物质流的关系则是时合时分的.在钢厂制造流程中,不仅存在着铁素物质流网络及相关的运行程序,而且也存在着与铁索物质流转换有关的能量流网络及其运行程序.强调在研究钢厂的能源转换功能的方法时指出,不能停留在物料平衡、热平衡的方法上,而应该以动态的输入-输出概念和能量流网络的概念来进一步推动钢厂节能减排工作.还讨论了钢厂能量流运行的动力学机制以及能源管控中心的设计原则.进而从铁素物质流系统和碳素能最流系统提出了一系列钢厂节能减排的着手环节.特别对钢厂"只买煤、不买电、不用燃料油"的内涵与煤气等含能介质"近零"排放作了解释.提出中国钢厂的节能减排应该进入以建立能量流网络--能源管控中心为主要标志的新阶段.
关键词:
钢铁制造流程
,
能量流网络
,
物理本质
