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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