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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