殷瑞钰
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170107
钢铁工业是典型的流程制造业,制造流程是其物理特征.通过对钢铁制造流程内在特征的研究,阐述了对钢厂智能化的认识,探讨了推进钢厂智能化的思路及其内涵,包括智能化设计、智能化物流、智能化物质流/能量流/信息流的组织与调控、智能化经营和服务等.指出流程型智能化制造的物理系统要以动态-有序、协同-连续运行为其网络结构及程序优化的导向,并以此物理系统(流程系统)为本体与智能化信息网络系统融合,实现全厂性动态运行、管理、服务等过程的自感知、自决策、自执行和自适应.智能化钢厂的建设,需要深刻理解制造流程动态运行过程的物理本质,构建起植根于流程运行要素及其优化的运行网络、运行程序的物理模型,进而构建全流程网络化、层次化信息流模型.钢厂智能化不只是数字信息系统,必须高度重视物理系统的研究,必须是有物理输入/输出的物质流网络、能量流网络和信息流网络"三网协同"的信息物理系统.钢厂智能化既要重视数字化信息网络系统的研发,更要重视制造流程(物理系统)中物质流网络、能量流网络的结构优化和运行程序优化,通过以制造流程物理系统结构优化和数字化信息系统相互融合来实现钢厂智能化.
关键词:
钢铁制造流程
,
物理结构
,
物质流
,
能量流
,
信息流
,
信息物理融合系统
,
智能化
殷瑞钰
中国冶金
为了实现可持续发展和增强市场竞争力,钢铁工业在下一步技术转型中,应高度重视钢铁制造流程的能量流和能量流网络问题.在对比分析热力学孤立系统、封闭系统、开放系统和耗散结构基本特征的基础上,从充分发挥钢厂3个功能的视角,阐述了钢铁制造流程中铁素物质流和能量流的行为规律,提出了应注重与铁素物质流相关的能量流的输入/输出特点和能量流网络构建以及相应的信息化集成调控的观点,剖析了钢铁工业节能减排的潜力,指出了提高钢厂综合竞争力和多方位服务于可持续发展社会的可能性,探讨了相关理论的建立、技术开发和工程化实施的策略等.
关键词:
热力学系统
,
钢铁制造流程
,
能量流行为
,
能量流网络化集成
殷瑞钰
钢铁
进入21世纪以后,如何认识钢铁企业的社会经济角色,特别是如何认识钢铁制造流程的功能,是一个时代性的命题.仅从冶金学、材料学的角度上看,钢厂的功能只是钢铁冶炼与钢材生产而已.如果进一步扩展到资源、环境、生态、循环经济等视野来看,则钢厂应是工业生态链中的重要一环.从钢铁企业的未来社会、经济角色来看,钢铁厂生产流程应该(特别是高炉-转炉长流程)主要有3种功能:钢铁产品制造功能;能源转换功能;社会大宗废弃物处理-消纳功能.作为与环境-生态协调的循环经济社会中的钢铁厂大体可有两种模式,即:港口生态工业带钢铁厂;都市周边型钢铁厂.
关键词:
钢厂模式
,
工业生态链
,
钢铁制造流程
,
三个功能
殷瑞钰
钢铁
结合钢铁工业的时代命题--市场竞争力和可持续发展的要求,分析了钢铁制造流程的结构和流程的演进过程.归纳出钢铁制造流程中的若干工程效应,即:"瓶颈"效应及其消除;"临界-优化"与"临界-紧凑连续/准连续"效应;"分解-集成"效应;"动脉-静脉"循环效应.最后提出了未来新一代钢厂在工程设计上的发展方向和概念.
关键词:
钢铁制造流程
,
结构解析
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
,
物理本质
,
功能拓展
殷瑞钰
,
蔡九菊
钢铁
钢铁是一种重要的材料,其生产过程依赖于矿物资源和各类能源,由此构成了钢铁生产过程对环境的多层次排放.从保护生态环境的角度出发,研究钢铁材料从采矿、钢铁制造、使用到废弃、回收、再生的整个过程对环境的影响,对于重新认识和评估钢铁工艺流程是十分重要的.本文在分析钢厂对环境的影响层次和钢厂环保技术内涵的基础上,分析了两类模型工厂:高炉-转炉-连铸-热轧工艺流程和电炉-薄板坯连铸-热轧工艺流程,分别对其买煤买电和只买煤不买电两种方案的吨钢气体排放量和万元产值排放量进行了计算、比较,从钢厂生产过程对大气排放的角度为钢铁制造流程的整体优化提供参考.
关键词:
钢铁制造流程
,
环保
,
大气排放
殷瑞钰
金属学报
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.
关键词:
钢铁制造流程
,
null
,
null
