摘要：钢铁是经济社会发展不可或缺的重要基础材料,钢铁产业是国民经济的重要基础产业。分析研究了钢铁制造流程的物理本质和主要特征,以冶金流程工程学的观点阐述了现代钢铁制造流程功能拓展的重大意义。阐述了钢铁冶金工程知识体系及其发展演化进程,论述了基础科学、技术科学和工程科学知识体系的形成与发展历程,指出冶金流程工程学是宏观冶金学,是面向钢铁冶金全流程和产业层次的工程科学。研究分析了在冶金流程工程学指导下现代钢铁冶金工程设计体系和方法的创新,阐释了概念设计、顶层设计和动态精准设计的理念、内涵和方法;介绍了首钢京唐钢铁厂的工程设计创新及其应用实绩。

摘要：为了研究钢铁制造流程耗散结构的本质及其特征,以高炉炼铁区段为对象,研究解析了多工序协同动态运行条件下的耗散结构优化问题。由料场、焦化、烧结、球团、高炉等工序所组成的炼铁区段,不仅是钢铁制造流程中重要的物质/能源转换中心,也是全流程动态有序、协同连续运行的关键和基础环节。炼铁区段的物理本质是铁素物质流在碳素能量流的驱动和作用下,经过一系列热量、质量和动量传输以及复杂的冶金物理化学反应工程,将铁矿石转换/转化成为高温液态生铁,并生成高炉煤气和液态炉渣,同时产生大量余能、余热的工艺过程。这一复杂的工艺过程需要多工序协同耦合、耗散结构优化、动态有序运行。分析了耗散结构理论的内涵及耗散结构形成与维持的基本条件,指出钢铁制造流程炼铁区段是一个典型的耗散结构。阐述了炼铁区段主要工序功能解析优化和工程演化的历程,指出焦化、烧结、球团等单元工序的形成和发展,是现代高炉功能解析优化、集成优化和重构优化的演化结果和工程效应。其优化的目标包括了提高产品质量和生产高效、降低运行成本和能源消耗、减少CO_(2)和污染物排放、实现生态环境友好等。基于耗散结构理论,提出了炼铁区段主要单元功能解析、耗散结构特征、耗散结构体系建构及优化的理论与方法,论述了单元工序功能的对比分析和选择确定、设备/装置的能力和数量等参数的选择等。以耗散结构理论和冶金流程工程学为指导,构建了首钢京唐钢铁厂炼铁区段概念设计、顶层设计、动态精准设计体系,形成了动态有序、协同连续、耗散优化的工艺流程。生产实践证实,其耗散结构合理、物质和能量耗散低、生产运行指标先进、经济效益和社会效益显著,具有重大的理论研究和推广应用价值。

摘要：分析了钢铁制造流程智能制造和智能设计的主要内容。钢铁制造流程智能制造包括智能化流程设计、智能化流程生产运行、智能化流程管理、智能化流程供应链和智能化流程服务体系。钢铁制造流程智能设计包括基础科学研究,采用CAE三维仿真设计分析计算技术;技术科学研究,采用机械三维仿真设计技术;工程科学研究,采用数字化三维仿真工厂设计技术。实现钢铁制造流程智能制造,智能设计既是智能制造的关键环节,又发挥着先导和引领作用,没有先进的智能设计,很难有先进的智能制造,必须高度重视钢铁制造流程智能设计的作用和意义,智能设计的先进程度决定着智能制造的先进水平与未来。