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第1章 绪论 1

参考文献 12

第2章 流程动态运行的概念和理论基础 13

2.1 过程系统及其基本概念 14

2.1.1 流程制造业 14

2.1.2 过程的时空尺度 16

2.1.3 过程和流程 17

2.2 过程工程与流程工程 19

2.2.1 工程与工程科学 19

2.2.2 过程工程学 22

2.2.3 流程工程学 23

2.3 流程系统动态运行的物理本质 24

2.3.1 关于制造流程的特征 25

2.3.2 钢铁制造流程动态运行的本质和功能 26

2.4 流程系统动态运行过程及其物理层次 29

2.4.1 流程系统动态运行过程的物理特征 29

2.4.2 三类物理系统 30

2.5 热力学的发展进程 33

2.5.1 从热机学到热力学 34

2.5.2 热力学系统的分类 35

2.5.3 不可逆性 38

2.5.4 稳定态的演变过程——近平衡区 39

2.5.5 线性不可逆过程 42

2.6 开放系统和耗散结构 43

2.6.1 何谓耗散结构 43

2.6.2 耗散结构的特征 46

2.6.3 耗散结构的形成条件 47

2.6.4 涨落、非线性相互作用与工程系统自组织 50

2.6.5 临界点与临界现象 54

参考文献 58

第3章 钢铁制造流程动态运行的基本要素 60

3.1 制造过程中的“流”——物质流、能量流、信息流 60

3.2 物质流与能量流的关系 64

3.3 物质流／能量流与信息流 71

3.4 流程“网络” 73

3.4.1 “网络”是什么 73

3.4.2 怎样研究“网络” 73

3.5 流程运行的程序 76

3.6 动态有序运行结构内的耗散 78

3.6.1 “流”的形式和耗散 78

3.6.2 运行节奏和耗散 81

3.6.3 工序功能分布和耗散 82

3.7 时间在钢铁制造流程中的表现形式及其内涵 83

3.8 制造流程动态运行的内容和目标 89

3.8.1 认知思路 89

3.8.2 学科研究内容 90

3.8.3 战略性研究目标 90

参考文献 91

第4章 钢铁制造流程动态运行特征及分析 92

4.1 流程动态运行的研究方法 92

4.1.1 视野和理念的变化 92

4.1.2 研究流程工程的方法 94

4.2 流程系统动态运行与结构优化 95

4.2.1 流程系统与结构 95

4.2.2 钢厂结构的内涵和结构调整的趋势 97

4.2.3 流程宏观运行动力学机制和运行规则 98

4.2.4 动态运行与流程结构优化的关系 100

4.3 流程的自组织与信息化他组织 104

4.3.1 系统的自组织与他组织 104

4.3.2 钢铁制造流程中的自组织现象 105

4.3.3 流程集成过程中的自组织与他组织 106

4.3.4 信息／信息化对自组织和他组织的作用 107

4.4 物质流动态运行与时空管理 109

4.4.1 时间动态调控与动态运行Gantt图 109

4.4.2 洁净钢概念与高效率、低成本洁净钢生产平台 112

4.4.3 高效率、低成本洁净钢生产平台与动态运行Gantt图 115

4.4.4 钢厂生产过程物质流的“层流式”或“紊流式”运行 117

4.5 钢铁制造流程中的能量流功能、行为与能量流网络 120

4.5.1 对钢铁制造流程物理本质和运行规律的再认识 121

4.5.2 过程能量流研究方法与特点 122

4.5.3 钢厂中的“能量流”与“能量流网络” 124

4.5.4 钢铁制造流程中能量流的宏观运行动力学 128

4.5.5 能量流网络与能源中心 129

参考文献 131

第5章 钢厂的动态精准设计和集成理论 132

5.1 设计的传统与现状 133

5.1.1 如何认识设计 134

5.1.2 设计理论与设计方法概况 135

5.1.3 中国钢厂设计理论与方法现状 137

5.2 关于工程设计 141

5.2.1 工程与设计 141

5.2.2 工程设计创新观 144

5.2.3 工程设计与知识创新 147

5.2.4 工程设计与动态精准 149

5.3 钢铁厂设计理论与设计方法 152

5.3.1 钢厂设计理论、设计方法创新的背景 153

5.3.2 钢厂设计的理论、概念与方向 157

5.3.3 钢厂设计方法的创新的路径 164

5.3.4 钢厂制造流程动态－有序运行过程中的动态耦合 167

5.3.5 钢厂制造流程的能量流网络 179

5.4 钢厂的动态精准设计 183

5.4.1 传统的钢厂设计与动态精准设计的区别 184

5.4.2 动态精准设计流程模型 188

5.4.3 动态精准设计方法的核心思想及步骤 193

5.5 集成与结构优化 197

5.5.1 关于集成与工程集成 198

5.5.2 关于钢厂结构 202

参考文献 207

第6章 案例研究 208

6.1 钢铁厂流程结构优化与高炉大型化 208

6.1.1 高炉炼铁的发展趋势 209

6.1.2 钢铁厂流程结构优化前提下的高炉大型化 213

6.1.3 不同容积高炉的工艺技术装备比较 221

6.1.4 讨论 228

6.2 高炉—转炉之间的界面技术与铁水罐多功能化 229

6.2.1 铁水罐多功能化总体思路简介 230

6.2.2 首钢京唐钢铁公司铁水罐多功能化的实践 233

6.2.3 沙钢在铁水罐多功能化方面的实践 239

6.2.4 讨论 256

6.3 “全三脱”铁水预处理与高效率、低成本洁净钢生产“平台” 258

6.3.1 为什么要进行铁水“三脱”预处理 259

6.3.2 “全三脱”预处理过程中的工序功能解析－优化和工序之间关系的协同－优化 260

6.3.3 新流程的应用实例——住友金属和歌山制铁所炼钢工厂 263

6.3.4 日本不同类型的“三脱”炼钢厂 272

6.3.5 铁水“三脱”预处理工艺在韩国的发展动向 275

6.3.6 首钢京唐钢铁公司“全三脱”预处理炼钢厂的设计和运行 278

6.3.7 一种设想的高效率、低成本洁净钢炼钢厂流程（大型全薄板生产厂） 285

6.3.8 铁水“全三脱”的理论意义和实用价值 290

6.4 小方坯铸机—棒材轧机之间界面技术优化 292

6.4.1 关于铸坯高温直接入炉的技术基础 293

6.4.2 6号小方坯连铸机—1号棒材生产线之间铸坯高温直接入炉技术的实绩 294

6.4.3 5号小方坯铸机—2号棒材生产线之间铸坯高温直接入炉技术的实绩 297

6.4.4 关于定重供坯的进展 299

6.4.5 讨论 302

参考文献 308

第7章 工程思维与新一代钢铁制造流程 310

7.1 工程思维 312

7.1.1 科学、技术、工程的相互关系 312

7.1.2 关于中国文化中思维方式的某些特点 316

7.1.3 从“还原论”的缺失中寻找工程创新之路 318

7.2 工程演化 322

7.2.1 演化的概念和定义 322

7.2.2 技术进步和工程演化 324

7.2.3 集成与工程演化 327

7.3 新一代钢铁制造流程的思考和研究 329

7.3.1 钢铁制造流程的概念研究 330

7.3.2 流程顶层设计研究 336

7.3.3 流程的动态精准设计 339

7.3.4 流程整体动态运行的规则研究 341

7.3.5 关于新一代钢铁制造流程的认识 342

7.4 从工程哲学思考冶金工程学的发展方向 343

参考文献 348

后记 349

术语索引 356

图索引 364

表索引 370