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第1章　“必选”材料——钢铁 1

1.1　钢铁在材料中的地位 2

1.2　钢铁是工业化进程中重要的基础材料 7

参考文献 10

第2章 中国钢铁工业的崛起 11

2.1 中国近代钢铁工业的发展历程 12

2.2　中国钢铁工业在20世纪90年代里崛起 13

2.2.1 中国钢铁工业在全球的位置 13

2.2.2 中国钢铁工业结构调整与优化 14

2.3　90年代以来中国钢铁工业快速发展的原因 19

2.3.1 市场需求的拉动 19

2.3.2　若干关键、共性技术的开发、集成和推广 21

2.3.3 积极利用国际资源的促进作用 35

2.3.4 有效投资与技术进步战略的协同效应 37

2.3.5 工艺、装备国产化的作用 38

2.4 中国钢铁工业发展的技术进步战略 40

2.5　新世纪中国钢铁工业的发展 42

2.6　中国钢铁工业的比较优势和制约因素 45

参考文献 46

第3章　流程制造业与流程工程 47

3.1　制造业与制造工艺过程 47

3.2　流程制造业与产品制造业 48

3.3　流程与流程工程学 50

3.3.1　过程与制造流程 50

3.3.2　流程工程学 51

3.3.3 流程工程学与制造流程 53

3.3.4 流程工程学的内涵与目标 56

3.4　制造流程的特征 58

3.4.1　制造流程的复杂性 58

3.4.2　制造流程的整体性 59

3.5　制造流程的分类 61

3.5.1　按功能分类 61

3.5.2　按结构分类 62

3.5.3 按产品流输出的时间特征分类 69

3.5.4　按工艺特点分类 71

参考文献 72

第4章　钢铁制造流程与工程科学 73

4.1 钢铁冶金过程理论与工程实践的发展过程 73

4.1.1 冶金基础科学的形成与发展 75

4.1.2　冶金流程内装置以及工序层次的技术科学问题 87

4.1.3 冶金流程工程学的形成与进展 90

4.2　冶金流程工程学的内涵和本质 93

4.2.1　科学的层次性分析 93

4.2.2 冶金制造流程的物理本质 98

4.2.3　冶金流程工程学的目标特征 102

4.2.4 冶金流程工程学的研究内容和方法 105

4.2.5 冶金流程工程学与钢铁企业的关系 109

4.3　冶金工程科学基础性研究的视野和命题 113

4.3.1 在冶金流程复杂系统方面 114

4.3.2　在动态-有序结构方面 114

4.3.3　在提高定量化、信息化水平方面 114

4.3.4　在基础性研究新领域方面 114

参考文献 115

第5章　钢铁制造流程的解析和集成 116

5.1　钢铁制造流程是一个复杂过程系统 117

5.1.1 钢铁制造流程系统特点 117

5.1.2 钢铁制造流程的复杂性 121

5.1.3　钢铁制造流程中的“流”与“序” 122

5.2　钢铁制造流程——耗散过程 127

5.3　钢铁制造流程的工程本质 132

5.3.1 钢铁制造流程中的基本参数和派生参数 133

5.3.2　钢铁制造流程系统的运行方式 134

5.4　冶金流程工程学和钢铁制造流程的解析与集成 136

5.4.1 钢铁制造流程的演进和结构解析 136

5.4.2 钢铁制造流程中工序功能集的解析-优化 139

5.4.3 钢铁制造流程中工序之间关系集的协调-优化 142

5.4.4　钢铁制造流程中流程工序集的重构-优化 145

5.4.5 过程科学与信息技术的结合 146

参考文献 148

第6章　冶金制造流程中的多因子物质流控制 149

6.1　多因子物质流控制的某些理论基础问题 150

6.1.1 制造流程的概念与运行要素 150

6.1.2 流程的动态有序运行 152

6.1.3 多因子物质流控制研究的目标、内容和方法 159

6.2　钢铁制造流程的多因子物质流控制系统 160

6.2.1　钢铁制造流程的过程特征 160

6.2.2　钢铁制造流程运行的概念 162

6.2.3 外界“刺激”-流程系统“响应”的分析 173

6.3　动态-有序流程结构与信息流 175

6.3.1 多尺度、多层次与自组织——流程的划分、组合与控制 175

6.3.2　信息流与建立模型 180

6.4　钢铁制造流程中多因子物质流控制案例分析 183

参考文献 191

第7章 制造流程中的时间因素 192

7.1　时间在过程和流程中的作用 193

7.1.1 时间的内涵 193

7.1.2 时间的特点 193

7.1.3 时间、时钟及时钟推进计划 195

7.1.4 时间——基础性、本质性的参数 196

7.2　冶金制造流程中的时间因素 196

7.3　钢厂生产流程中的时间因素 203

7.3.1 钢厂生产流程中时间因素的重要性 203

7.3.2 时间在钢铁制造流程中的表现形式及其内涵 204

7.3.3 钢铁制造流程中时间概念的数学表示 205

7.4　时间与钢铁制造流程的连续化程度 210

7.4.1　连续化程度 210

7.4.2 生产运行过程中的实际连续化程度 211

7.5　薄板坯连铸-连轧过程的时间因素解析 216

参考文献 224

第8章　钢厂生产流程中的运行动力学 225

8.1　20世纪以来钢铁企业生产运行的发展进程 227

8.1.1　20世纪前半叶钢铁企业生产运行的主导理念 227

8.1.2　20世纪后半叶钢铁企业生产运行的主导理念 228

8.1.3　21世纪初当代钢铁企业生产运行主导理念的发展趋向 229

8.2　钢厂生产流程运行的动力学特征——作业表现形式与本质 230

8.3　钢厂生产流程中不同工序和装置的运行方式 233

8.4　钢厂生产流程的运行策略 235

8.4.1　钢厂生产流程运行策略的区段划分 235

8.4.2　钢厂生产流程上游段的“推力源”与“拉力源” 236

8.4.3 钢厂生产流程下游段的“推力源”与“拉力源” 238

8.4.4　钢厂生产流程中物质流连续运行的策略 240

8.5　钢厂生产流程中的“界面技术” 252

8.5.1　“界面技术”的意义 252

8.5.2 高炉—转炉区段的“界面技术” 253

8.5.3 炼钢炉—连铸机区段的“界面技术” 260

8.5.4　连铸机—热连轧机区段的“界面技术” 267

8.6　钢厂结构对其生产流程运行动力学的影响 269

参考文献 271

第9章　钢厂流程的结构与模式 273

9.1　工序功能的演进与钢厂流程结构的关系 274

9.1.1 工序在流程中的位置和作用 274

9.1.2 钢铁制造流程中工序功能的演进 275

9.1.3 钢铁制造流程中工序功能的分布和组合优化 288

9.2　钢厂生产中的运输问题 290

9.3　钢厂总图布置问题 293

9.3.1　“流”是钢厂生产流程运行的主体 293

9.3.2 总图布置的重要性 294

9. 4　钢厂结构优化问题 301

9.4.1 钢厂结构优化的背景和动力 301

9.4.2　钢厂结构的内涵和结构调整的趋势 303

9.4.3　钢厂结构优化的工程分析 304

9.4.4 资源、能源与钢厂制造流程 306

9.5　钢厂结构优化与工程设计 309

9.5.1 流程工程设计的重要性 309

9.5.2 钢厂技术进步的趋势 311

9.5.3　钢厂流程结构优化中有关工程设计的若干原则 350

9.6　现代钢厂的模式 352

9.6.1 大型联合企业 352

9.6.2 中、小高炉钢厂 354

9.6.3 电炉流程钢厂 355

9.6.4 钢厂与钢铁企业集团 357

9.6.5 投资问题 358

参考文献 360

第10章　钢厂与环境 361

10.1　关于可持续发展问题 362

10.1.1 问题的提出 362

10.1.2 制造链和商品价值观的演变 363

10.1.3 钢厂对环境影响的特点与层次性 365

10.2　国际钢铁企业环境保护的进程 366

10.3　钢厂绿色制造问题 367

10.3.1 绿色制造的概念和内涵 367

10.3.2 绿色制造的思考方法与技术路线 369

10.3.3 制造流程在钢厂绿色化进程中的核心作用 370

10.3.4　钢厂绿色制造的技术问题 371

10.4　钢厂与工业生态学 373

10.4.1　工业生态学简介 373

10.4.2　工业生态学的研究视角 375

10.4.3　钢厂与工业生态链 376

10.5　钢厂功能拓展与循环经济社会 381

10.5.1 制造流程功能拓展与钢厂生态化转型 381

10.5.2 循环经济社会中的钢厂 389

参考文献 397

图索引 399

表索引 405