摘要：在认识钢铁制造流程的动态运行过程中,会遇到不同层次、不同时-空尺度的科学问题.即微观层次(原子/分子尺度)上的基础科学问题,介观层次(场域/装置尺度)上的技术科学问题和宏观层次(制造流程尺度)上的工程科学问题.在钢厂的生产运行过程中,这三个层次上的问题是相互关联并耦合-集成在一起的.在新世纪内应高度注意这类科学问题的研究.钢铁制造流程动态运行的物理本质是:一种多因子"流"按照特定的"程序",在一个复杂网络(流程系统的框架,例如钢厂总平面布置图等)中的流动运行现象.这是属于一类开放的不可逆过程,即物质、能量的转换与耗散过程."流"的行为(特别是碳素流的行为)研究,引起了对钢铁制造流程功能拓展的思考.即钢铁制造流程的功能,不仅是冶金-材料制造功能,还须包括能源转换功能和某些废弃物的消纳-处理和再资源化功能.对钢铁制造流程的结构-功能-效率进行了深入的研究,可系统地、准确地从工程科学层面上对其进行概括、抽象和动态描述,将对工程设计的思维逻辑、企业技术改造的指导思想,钢厂转型和新建钢厂的理念都会产生重要的影响.

摘要：结合钢铁工业的时代命题——市场竞争力和可持续发展的要求 ,分析了钢铁制造流程的结构和流程的演进过程。归纳出钢铁制造流程中的若干工程效应 ,即 :“瓶颈”效应及其消除 ;“临界—优化”与“临界—紧凑—连续 /准连续”效应 ;“分解—集成”效应 ;“动脉—静脉”循环效应。最后提出了未来新一代钢厂在工程设计上的发展方向和概念。

摘要：对于实施流程制造业工厂的智能化而言,深入认识其物理系统的本构特征和动态运行的物理本质与机理并使之优化,是一个重要方面.流程型制造流程是一种复杂的工程系统,是由若干相关的但又异质、异构的自复制制造(工艺)单元组成的,且自复制制造(工艺)单元之间是在一定的运行规则约束下联网运行的.流程制造业制造流程动态运行过程的物理本质可以表述为:物质流在能量流的驱动和作用下,按照设定的"程序",沿着特定的"流程网络"作动态-有序的运行,本质上是一类在耗散结构中动态运行的耗散过程,并要求实现多目标优化.作为制造流程动态运行框架的耗散结构的工程化模型是由三类不同形式的结构化机制经过综合集成而构建出来的,即具有不同过程之间多尺度嵌套性的层次结构和上下游工序/装置间衔接-匹配的链接结构以及整体协同的网络结构.流程型制造流程物理系统优化的核心思想是要设计、构建一个优化了的耗散结构实体,要特别重视理清流程型制造流程的顶层概念架构(耗散结构和耗散过程),确立制造流程运行的本质观念以及物质流网络、能量流网络、信息流网络("三网")融合的概念,这对推动流程制造业的智能化具有科学导向性的意义.

摘要：对钢厂制造流程动态运行过程的物理本质进行了概要的描述,并在此基础上进一步指出:在钢厂制造流程中,铁素物质流与碳素能量流的关系是相伴而行的,而碳素能量流与铁素物质流的关系则是时合时分的。在钢厂制造流程中,不仅存在着铁素物质流网络及相关的运行程序,而且也存在着与铁素物质流转换有关的能量流网络及其运行程序。强调在研究钢厂的能源转换功能的方法时指出,不能停留在物料平衡、热平衡的方法上,而应该以动态的输入-输出概念和能量流网络的概念来进一步推动钢厂节能减排工作。还讨论了钢厂能量流运行的动力学机制以及能源管控中心的设计原则。进而从铁素物质流系统和碳素能量流系统提出了一系列钢厂节能减排的着手环节。特别对钢厂"只买煤、不买电、不用燃料油"的内涵与煤气等含能介质"近零"排放作了解释。提出中国钢厂的节能减排应该进入以建立能量流网络——能源管控中心为主要标志的新阶段。

摘要：研究并讨论了高效率、低成本洁净钢"制造平台"的概念、定义、内涵、边界和动态运行的规则和方法。指出高效率、低成本洁净钢"制造平台"不仅有质量含义、技术含义,而且有市场含义、经济含义。高效率、低成本洁净钢"制造平台"建设是钢厂今后技术进步过程中具有基础性、普适性并事关效率、质量、成本的共性关键技术之一,不仅适用在"高端产品"研发和生产,也适用于大宗普通商品钢材的生产过程。高效率、低成本洁净钢制造平台是现代炼钢技术进步的重要方向,对每个钢厂的市场竞争力具有重要意义。高效率、低成本洁净钢"制造平台"的研究不仅涉及钢厂的生产技术和管理,而且涉及到学术研究领域(过程工程及其动态运行)和工程设计的理论和方法创新(动态-精准设计的理论与方法)。高效率、低成本洁净钢"制造平台"的集成理论和方法是冶金过程工程与材料工程的结合点。

摘要：过程工程是指在开放的工程系统条件下,描述多因子、多尺度、多层次、多单元的过程及其系统行为并集成为动态运行系统的学问。在过程工程中,鲜明地体现为不同层次、不同尺度的过程之间的"纵向集成",同时也呈现出"异质"的但又相关单元过程之间的"横向集成"。过程工程问题广泛地存在于冶金、化工、建材等流程制造业的生产运行和规划、设计之中。包括钢铁工业在内的流程制造业有着形式各异的企业,但这些企业有着共同的特征,即这些制造流程动态运行的物理本质是:"‘物质流’在‘能量流’的驱动和作用下,沿着设定的‘流程网络’,按照设定的‘程序’作动态-有序运行"。制造流程动态运行的要素是"流"、"流程网络"和"运行程序"。制造流程不仅涉及产品制造,还涉及能源转换和耗散、过程排放与环境-生态等。在理论阐述的基础上,讨论了钢铁制造流程动态运行的6条规则,这将对工程规划、设计,企业生产运行及其信息化、绿色化具有引导性。强调指出:制造流程是复杂的、动态的、整体性的工程系统,是多因子、多尺度、多单元、多层次整合-集成而成的整体,具有涌现性而非简单加和性。对制造流程而言,一切都是过程及其集成,一切都是开放-动态的过程并可形成结构不同的流程系统,其动态运行过程的实质是不同耗散结构中的耗散过程。

摘要：从开放动态系统整体运行的观点出发,提出流程型制造流程是由相关的异质异构的工序/装置通过一系列链接件(“界面”技术群)集成构建起来的工程系统;讨论了流程型制造流程耗散结构的集成构建过程,提出了流程型制造流程动态运行的物理本质及其工程化模型,揭示了制造流程动态运行的本构特征;归纳了制造流程的工程设计和生产运行过程中“虚”“实”结合的理念及其工程哲学意蕴,提出了“流”乃本体,以“流”观化的基本观点。

摘要：经过近百年的探索、研究发展进程,当代冶金学(冶金科学与工程)已逐步形成了由3个层次的知识集成构建而成的框架体系,即原子/分子层次上的微观基础冶金学、工序/装置层次上的专业工艺冶金学、全流程/过程群层次上的宏观动态冶金学。冶金流程工程学是一个新的冶金学分支,其定位是总体集成的冶金学,顶层设计的冶金学,宏观动态运行的冶金学,工程科学层次上的冶金学。

摘要：钢铁工业是典型的流程制造业,制造流程是其物理特征。通过对钢铁制造流程内在特征的研究,阐述了对钢厂智能化的认识,探讨了推进钢厂智能化的思路及其内涵,包括智能化设计、智能化物流、智能化物质流/能量流/信息流的组织与调控、智能化经营和服务等。指出流程型智能化制造的物理系统要以动态-有序、协同-连续运行为其网络结构及程序优化的导向,并以此物理系统(流程系统)为本体与智能化信息网络系统融合,实现全厂性动态运行、管理、服务等过程的自感知、自决策、自执行和自适应。智能化钢厂的建设,需要深刻理解制造流程动态运行过程的物理本质,构建起植根于流程运行要素及其优化的运行网络、运行程序的物理模型,进而构建全流程网络化、层次化信息流模型。钢厂智能化不只是数字信息系统,必须高度重视物理系统的研究,必须是有物理输入/输出的物质流网络、能量流网络和信息流网络"三网协同"的信息物理系统。钢厂智能化既要重视数字化信息网络系统的研发,更要重视制造流程(物理系统)中物质流网络、能量流网络的结构优化和运行程序优化,通过以制造流程物理系统结构优化和数字化信息系统相互融合来实现钢厂智能化。

摘要：　20世纪90年代后期以来,薄板坯连铸—连轧工艺在中国得到了较快的发展。在近期内,中国薄板坯连铸—连轧作业线的产能将占全球薄板坯连铸—连轧总产能的20%～30%。中国发展薄板坯连铸—连轧工艺的特点如下:以生产≤2mm热轧薄带(有的企业甚至以0.8～1.8mm为主)为切入点,在开始阶段与常规带钢生产流程构成合理分工,促进中国板带产量的增长,满足国民经济发展的需求。流程的特点主要是与已有的高炉—转炉流程匹配、衔接,这与国际上以电炉匹配为主比较,易于发挥热轧机的产能,而且钢质相对洁净,同时注意追求薄板坯连铸—连轧作业线的规模效益,设计规模以年产200～250万t为主流,甚至展望280万t/a。与此同时,注意快速发挥产能。在引进国际先进工艺、装备过程中,注意工艺装备参数的改进、优化和装备制造的国产化,降低单位产品的投资额。可以展望,薄板坯连铸机至热轧带钢轧机作业线的实际投资额有可能做到1000元/t左右。