冶金流程工程學(xué)

前言

本書是作者經(jīng)過10年左右時(shí)間的思考與準(zhǔn)備撰寫而成的。本書第一版曾獲國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助，并于2004年5月在上海寶鋼舉行了首發(fā)式，同時(shí)在全國發(fā)行。經(jīng)過在寶山鋼鐵集團(tuán)公司歷時(shí)一年的講授和在許多大學(xué)、研究院所、鋼鐵設(shè)計(jì)院、鋼廠的專題學(xué)術(shù)講座后，本書第一版第一次印刷在不到一年的時(shí)間內(nèi)已銷售一空；于是應(yīng)出版社要求，經(jīng)過若干處修改、補(bǔ)充，本書于2005年6月進(jìn)行第二次印刷并發(fā)行。2006年德國Springer。出版社與冶金工業(yè)出版社計(jì)劃聯(lián)合出版本書的英文版，并向全球出版發(fā)行。在近兩年的英文版的寫作過程中，作者密切結(jié)合世界冶金工程理論與實(shí)踐的不斷發(fā)展，并經(jīng)深入思考，在完成英文版的同時(shí)，也對(duì)本書中文版做了大量的修改和調(diào)整，有的是重新撰寫的。與2005年重印版本相比，本書第二版總共有400多處修改和調(diào)整，融人了作者近年來的進(jìn)一步思考與認(rèn)識(shí)，因此，冶金工業(yè)出版社這次以新版（第二版）發(fā)行。

內(nèi)容概要

冶金流程工程學(xué)是建立在制造（生產(chǎn)）流程層次上的大尺度的整體集成性理論，是以物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的流程制造業(yè)中關(guān)于冶金制造流程中的工程科學(xué)和工程技術(shù)方面的學(xué)問，它研究的對(duì)象是一個(gè)開放的、非平衡的、不可逆的復(fù)雜流程體系。流程運(yùn)行的要素是“流”、“流程網(wǎng)絡(luò)”和“程序”。鋼鐵制造流程是由性質(zhì)不同的諸多工序組成的，是一種多因子的“物質(zhì)流”按一定的“程序”在一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（流程系統(tǒng)框架）中流動(dòng)運(yùn)行現(xiàn)象。
冶金流程工程學(xué)涉及冶金生產(chǎn)流程的解析一集成，生產(chǎn)制造過程中的多因子物質(zhì)流控制，冶金生產(chǎn)流程中的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)等方面的理論研究。冶金流程工程學(xué)還包括冶金流程設(shè)計(jì)的工程理論，冶金企業(yè)的結(jié)構(gòu)與模式以及某些工業(yè)生態(tài)鏈方面的工程科學(xué)與工程技術(shù)問題。
《冶金流程工程學(xué)(第2版)》共分10章，包括“必選”材料——鋼鐵、中國鋼鐵工業(yè)的崛起、流程制造業(yè)與流程工程、鋼鐵制造流程與工程科學(xué)、鋼鐵制造流程的解析和集成、冶金制造流程中的多因子物質(zhì)流控制、制造流程中的時(shí)間因素、鋼廠生產(chǎn)流程中的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)、鋼廠流程的結(jié)構(gòu)與模式和鋼廠與環(huán)境等。
《冶金流程工程學(xué)(第2版)》可供冶金行業(yè)的工程技術(shù)人員，有關(guān)高等院校的教師、研究生，有關(guān)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)人員，研究院的科研人員和某些管理部門的高級(jí)管理人員參考。

作者簡(jiǎn)介

殷瑞鈺（Yin Ruiyu），1935年7月生于江蘇蘇州。中國著名鋼鐵冶金專家。1957年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)），1994年當(dāng)選為中國工程院首批院十。歷任唐山鋼鐵公司總工程師、剮經(jīng)理，河北省冶金廳廳長，冶金工業(yè)部總工程師、副部長，鋼鐵研究總院院長，中國工程院化工、冶金與材料學(xué)部主任、工程管理學(xué)部主任等職，中國金屬學(xué)會(huì)第五、六、七屆副理事長。曾任國家攀登計(jì)劃"熔融還原技術(shù)基礎(chǔ)研究"首席科學(xué)家?，F(xiàn)任中國工程院主席團(tuán)成員，鋼鐵研究總院名譽(yù)院長，中國金屬學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長，北京科技大學(xué)、東北人學(xué)兼職教授、博導(dǎo)。長期在冶金企業(yè)、科研單位和國家工業(yè)部門從事科技、生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)管理和行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究工作，特別是對(duì)20世紀(jì)90年代中國鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步戰(zhàn)略的判斷、選擇和有序推進(jìn)做了大量工程技術(shù)和理論研究工作。組織推進(jìn)了中國連續(xù)鑄鋼，高爐噴吹煤粉，棒、線材連軋等多項(xiàng)關(guān)鍵一共性技術(shù)的全國性突破工作；在理論上提出并闡述了鋼鐵制造流程的多因子物質(zhì)流控制、鋼鐵制造流程解析與集成，鋼鐵廠結(jié)構(gòu)優(yōu)化和發(fā)展模式、鋼鐵工業(yè)與綠色制造等一系列觀點(diǎn)；促進(jìn)了一大批鋼廠工藝流程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，推動(dòng)了中國鋼鐵工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。曾獲冶金工業(yè)部（局）科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)三項(xiàng)，國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。由于在工程技術(shù)和工程科學(xué)方面的成就和貢獻(xiàn)，榮獲1998～1999年度中國工程科技獎(jiǎng)。2002年當(dāng)選為日本鋼鐵學(xué)會(huì)名譽(yù)會(huì)員。榮獲2008年度何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

書籍目錄

第1章 “必選"材料——鋼鐵1．1 鋼鐵在材料中的地位1．2 鋼鐵是工業(yè)化進(jìn)程中重要的基礎(chǔ)材料參考文獻(xiàn)第2章 中國鋼鐵工業(yè)的崛起2．1 中國近代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展歷程2．2 中國鋼鐵工業(yè)在20世紀(jì)90年代里崛起2．2．1 中國鋼鐵工業(yè)在全球的位置2．2．2 中國鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化2．3 90年代以來中國鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的原因2．3．1 市場(chǎng)需求的拉動(dòng)2．3．2 若干關(guān)鍵、共性技術(shù)的開發(fā)、集成和推廣2．3．3 積極利用國際資源的促進(jìn)作用2．3．4 有效投資與技術(shù)進(jìn)步戰(zhàn)略的協(xié)同效應(yīng)2．3．5 工藝、裝備國產(chǎn)化的作用2．4 中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的技術(shù)進(jìn)步戰(zhàn)略2．5 新世紀(jì)中國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展2．6 中國鋼鐵工業(yè)的比較優(yōu)勢(shì)和制約因素參考文獻(xiàn)第3章 流程制造業(yè)與流程工程3．1 制造業(yè)與制造工藝過程3．2 流程制造業(yè)與產(chǎn)品制造業(yè)3．3 流程與流程工程學(xué)3．3．1 過程與制造流程3．3．2 流程工程學(xué)3．3．3 流程工程學(xué)與制造流程3．3．4 流程工程學(xué)的內(nèi)涵與目標(biāo)3．4 制造流程的特征3．4．1 制造流程的復(fù)雜性3．4．2 制造流程的整體性3．5 制造流程的分類3．5．1 按功能分類3．5．2 按結(jié)構(gòu)分類3．5．3 按產(chǎn)品流輸出的時(shí)間特征分類3．5．4 按工藝特點(diǎn)分類參考文獻(xiàn) 第4章 鋼鐵制造流程與工程科學(xué)4．1 鋼鐵冶金過程理論與工程實(shí)踐的發(fā)展過程4．1．1 冶金基礎(chǔ)科學(xué)的形成與發(fā)展4．1．2 冶金流程內(nèi)裝置以及工序?qū)哟蔚募夹g(shù)科學(xué)問題4．1．3 冶金流程工程學(xué)的形成與進(jìn)展4．2 冶金流程工程學(xué)的內(nèi)涵和本質(zhì)4．2．1 科學(xué)的層次性分析4．2．2 冶金制造流程的物理本質(zhì)4．2．3 冶金流程工程學(xué)的目標(biāo)特征4．2．4 冶金流程工程學(xué)的研究內(nèi)容和方法4．2．5 冶金流程工程學(xué)與鋼鐵企業(yè)的關(guān)系4．3 冶金工程科學(xué)基礎(chǔ)性研究的視野和命題4．3．1 在冶金流程復(fù)雜系統(tǒng)方面4．3．2 在動(dòng)態(tài)一有序結(jié)構(gòu)方面4．3．3 在提高定量化、信息化水平方面4．3．4 在基礎(chǔ)性研究新領(lǐng)域方面參考文獻(xiàn)第5章 鋼鐵制造流程的解析和集成5．1 鋼鐵制造流程是一個(gè)復(fù)雜過程系統(tǒng)5．1．1 鋼鐵制造流程系統(tǒng)特點(diǎn)5．1．2 鋼鐵制造流程的復(fù)雜性5．1．3 鋼鐵制造流程中的“流”與“序5．2 鋼鐵制造流程——耗散過程5．3 鋼鐵制造流程的工程本質(zhì)5．3．1 鋼鐵制造流程中的基本參數(shù)和派生參數(shù)5．3．2 鋼鐵制造流程系統(tǒng)的運(yùn)行方式5．4 冶金流程工程學(xué)和鋼鐵制造流程的解析與集成5．4．1 鋼鐵制造流程的演進(jìn)和結(jié)構(gòu)解析5．4．2 鋼鐵制造流程中工序功能集的解析一優(yōu)化5．4．3 鋼鐵制造流程中工序之間關(guān)系集的協(xié)調(diào)一優(yōu)化5．4．4 鋼鐵制造流程中流程工序集的重構(gòu)一優(yōu)化5．4．5 過程科學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合參考文獻(xiàn)第6章 冶金制造流程中的多因子物質(zhì)流控制6．1 多因子物質(zhì)流控制的某些理論基礎(chǔ)問題6．1．1 制造流程的概念與運(yùn)行要素6．1．2 流程的動(dòng)態(tài)有序運(yùn)行6．1．3 多因子物質(zhì)流控制研究的目標(biāo)、內(nèi)容和方法6．2 鋼鐵制造流程的多因子物質(zhì)流控制系統(tǒng)6．2．1 鋼鐵制造流程的過程特征6．2．2 鋼鐵制造流程運(yùn)行的概念6．2．3 外界“刺激”一流程系統(tǒng)“響應(yīng)”的分析6．3 動(dòng)態(tài)一有序流程結(jié)構(gòu)與信息流6．3．1 多尺度、多層次與自組織——流程的劃分、組合與控制6．3．2 信息流與建立模型6．4 鋼鐵制造流程中多因子物質(zhì)流控制案例分析參考文獻(xiàn)第7章 制造流程中的時(shí)間因素7．1 時(shí)間在過程和流程中的作用7．1．1 時(shí)間的內(nèi)涵7．1．2 時(shí)間的特點(diǎn)、7．1．3 時(shí)間、時(shí)鐘及時(shí)鐘推進(jìn)計(jì)劃7．1．4 時(shí)間——基礎(chǔ)性、本質(zhì)性的參數(shù)7．2 冶金制造流程中的時(shí)間因素7．3 鋼廠生產(chǎn)流程中的時(shí)間因素7．3．1 鋼廠生產(chǎn)流程中時(shí)間因素的重要性7．3．2 時(shí)間在鋼鐵制造流程中的表現(xiàn)形式及其內(nèi)涵……第8章 鋼廠生產(chǎn)流程中的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)第9章 鋼廠流程的結(jié)構(gòu)與模式第10章 鋼廠與環(huán)境圖索引表索引

章節(jié)摘錄

同樣的組元按不同的結(jié)構(gòu)方式可以構(gòu)建出功能不同的流程系統(tǒng)。但如果給定的環(huán)境條件發(fā)生了變化，并且達(dá)到某些臨界值時(shí)，則即使是同樣組元、同樣結(jié)構(gòu)的流程，其功能也會(huì)受到某些影響甚至制約。應(yīng)當(dāng)區(qū)分制造流程的功能與性能。性能是指流程系統(tǒng)在內(nèi)部相互作用、相互制約和外部聯(lián)系中表現(xiàn)出來的特性和能力。性能不能一般地等同于功能，功能是一種特殊的性能，是對(duì)外界發(fā)揮出來的有效作用的表征。例如發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率是它的性能，發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力才是它的功能?？梢姡圃炝鞒痰男阅苁瞧涔δ艿幕A(chǔ)，流程系統(tǒng)的性能提供了發(fā)揮流程功能的客觀可能或依據(jù)；功能只能在流程系統(tǒng)的行為過程中表現(xiàn)出來。同一流程系統(tǒng)有多種性能，每一種性能都可能用來發(fā)揮相應(yīng)的功能，或是綜合幾種性能來構(gòu)成某種功能?？傊鞒滔到y(tǒng)性能的多樣性決定了制造流程功能的多樣性。流程的結(jié)構(gòu)、功能等會(huì)隨著時(shí)間的推移（特別是大尺度的時(shí)間，例如一年、十年、一個(gè)世紀(jì)等）而發(fā)生變化，這就是流程的演化。發(fā)生演化是流程系統(tǒng)的普遍特性。只要用足夠大的或是適當(dāng)?shù)臅r(shí)間尺度來度量，就可以發(fā)現(xiàn)任何制造流程（生產(chǎn)工藝過程）都是處在或快或慢的演化之中。演化著的流程系統(tǒng)是制造流程的基本特征。作為流程演化的動(dòng)力，既有來自流程內(nèi)部的因素，也有來自外部環(huán)境條件變化的因素。流程演化動(dòng)力的內(nèi)部因素主要是組元性質(zhì)、功能的改進(jìn)和組元（例如工序、裝置等）之間合作、競(jìng)爭(zhēng)、矛盾等原因（例如大型轉(zhuǎn)爐取代平爐，進(jìn)而促進(jìn)高爐大型化等），引起了制造流程規(guī)模的變化，特別是組元（工序、裝置等）關(guān)聯(lián)、制約方式的改變（例如鐵水預(yù)處理技術(shù)、二次冶金技術(shù)的應(yīng)用），進(jìn)而導(dǎo)致流程結(jié)構(gòu)、功能及其它特性的改變。

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