冶金流程工程学发展回顾与展望(徐安军-).pptVIP

A-A—设定的一般状态 A′(+)-A(-)′—正常柔性调控范围 A″(+)-A″(-)—极限柔性调控范围 Ⅰ—电炉；Ⅱ—钢包炉；Ⅲ—连铸机；Ⅳ—加热炉及附属储存库；Ⅴ—热轧机 流程网络及其物质流-能量流耦合控制理论研究 钢铁制造流程中，以物质流为主体的角度看，铁素物质流与碳素能量流的关系是相伴而行的，而从碳素能量流为主体的角度看，则碳素流物质流与铁素物质流的关系则是时合时分的。因此，在流程中不仅存在物质流网络及相关运行程序，同时还存在与物质流有关的能量流网络及其运行程序。正确认识和实施能量流网络的动态-有序、协同-高效运行，将促进能量转换效率的提高，减小流程的能量耗散和有害物的排放。钢铁厂的节能减排、环境友好工作应该进入以建立能量流网络——能源管控中心为主要标志的发展新阶段 流程宏观运行动力学机制和运行规则研究 为了使各工序、装置能够在流程整体运行过程中实现动态-有序、协同-准连续/连续运行，提出了流程设计生产运行过程中较为完整的规则体系： a）间歇运行的工序、装置要适应和服从准连续/连续运行的工序、装置动态运行的需要。例如，炼钢炉、精炼炉要适应、服从连铸机多炉连浇所要求提出的钢水温度、化学成分特别是时间节奏参数的要求等； b）准连续/连续运行的工序、装置要引导和规范间歇运行的工序、装置的运行行为。例如，高效-恒拉速的连铸机运行要对相关的铁水预处理、炼钢炉、精炼装置提出钢水流通量、钢水温度、钢水洁净度和时间过程的要求； c）低温连续运行的工序、装置服从高温连续运行的工序、装置。例如，烧结机、球团等生产过程在产出量和质量等方面要服从高炉动态运行的要求； d）在串联-并联的流程结构中，要尽可能多地实现“层流式”运行,以避免不必要的“横向”干扰，而导致“紊流式”运行。例如，炼钢厂内通过连铸机-二次精炼装置-炼钢炉之间形成相对固定的、不同产品的专线化生产等； e）上、下游工序装置之间能力的匹配对应和紧凑布局是“层流式”运行的基础。例如，铸坯高温热装要求连铸机与加热炉-热轧机之间的工序产能力匹配并固定-协同匹配运行等； f）制造流程整体运行一般应建立起推力源-缓冲器-拉力源的动态-有序、协同-连续运行的宏观运行动力学机制。 钢铁厂动态精准设计理论和方法研究 工程设计应该体现诸多技术要素、技术单元的动态集成，以确保工程系统运行过程中的整体有序性和稳定性，并易于成为现实的生产力——特别是体现在达产快、运行稳定有效。 选择是工程设计的重要关键，亦即从时代宏观环境的需要出发，以要素-结构-功能-效率优化为基础，做出正确的判断与适应。即钢厂的生产流程和产业链的构建与延伸要适应自然、社会、经济、市场和工艺技术不断变化、不断进步的时代性趋势。优化生产流程和产业链的要素-结构-功能-效率，必然要求生产流程对工序/装置的合理化选择和工序/装置之间的协同化集成；反过来，各种工序/装置的要素-结构-功能-效率也必须能适应生产流程的结构-功能-效率优化和产品市场的合理定位。产业链延伸、企业间物质和能量的相互有效、有序利用也是未来钢厂的发展趋势。 工程设计必须克服传统的静态、局部的单体技术设计方法。工程设计不是孤立地选择新技术，而应该从动态-协同的总体目标出发，进行概念设计、顶层设计，使各单元技术形成一个动态-有序、连续-紧凑的工程整体集成效应，达到多目标优化。首钢京唐钢铁公司曹妃甸钢厂的设计体现了这种设计思想。 动态精准设计方法 动态-有序运行技术 仿真平台 评价体系 新一代钢厂动态-有序运行理论框架和物理模型 新一代钢厂建设 现代钢厂功能拓展和循环经济 通过对钢厂生产流程动态运行物理本质的研究，揭示出钢厂应具有钢铁产品制造功能、能源高效转换功能和社会大宗废弃物消纳处理和再资源化等三项功能。从产品制造链、商品价值的演变出发，研究了节能、清洁生产和钢铁工业绿色制造问题，强调钢铁制造流程系统优化的重要性，指出钢厂环境问题的概念是要通过节能—清洁生产—绿色制造过程逐步实现环境友好。与此同时,讨论了钢厂生产流程过程中的节能、清洁生产问题和钢材及其制品的绿色度问题。最后展望了与钢铁企业有关的生态工业链和未来钢铁企业在循环经济社会中的角色。 冶金材料制造功能 能源转换 功能 市场竞争力 可持续发展 资源、能源可供性 钢铁制造流程 社会大宗废弃物处理-消纳功能 学科形成的标志 学术专著 大学课程 学术梯队 学术交流 术语体系 工程应用 学科形成的标志 学术专著： 1.殷瑞钰，《冶金流程工程学》，2004年（第一版），2009年（第二版），北京：冶金工业出版社 2.Ruiyu Yin《Metallurgical Process Engineering》， 2011. Springer-Verlag,Berlin，Hei