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2021年 56卷 8期
刊出日期：2021-08-15
信息
冶金流程工程学
1
“冶金流程工程学”专刊编辑组
编者按
2021 Vol. 56 (8): 1-2 [
摘要
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3
中国金属学会
专刊序言
2021 Vol. 56 (8): 3-3 [
摘要
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388
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冶金流程工程学
4
殷瑞钰
冶金学的时代命题——打通流程,沟通层次,开新说
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。
2021 Vol. 56 (8): 4-9 [
摘要
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10
张福明, 颉建新
冶金流程工程学的典型应用
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。
2021 Vol. 56 (8): 10-19 [
摘要
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20
杨春政
高效低成本洁净钢生产实践探索
首钢京唐钢铁厂基于新一代钢铁流程动态有序、协同连续的设计理念,通过优化高炉出铁工艺、铁钢界面系统开发实现铁钢界面智能化管控,结合专线化、快节奏生产组织及低温出钢技术,辅以板坯库管理优化和铸轧一体化,成功实现了洁净钢的高效低成本生产。实践表明,构建简捷顺畅的流程网络是实现物质流高效快捷流动、能量流最小耗散、信息流全面贯通的基础,先进的铁水预处理、转炉冶炼、二次精炼、高效连铸技术是构建洁净钢平台的支撑性技术,专线化生产运行是实现高效、低成本、批量稳定生产最有效途径。
2021 Vol. 56 (8): 20-25 [
摘要
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26
王新东, 常金宝, 李杰
棒材高效低碳生产技术与集成化应用
为了减少钢铁生产流程的能耗,降低废气排放,实现低碳生产,河钢集团用冶金流程工程学理论指导开发了高效炼钢、高效连铸技术并与棒材轧钢工序集成化应用,实现了棒材生产流程的低碳化和绿色化。讨论了提高转炉冶炼效率、提高连铸机拉速、钢坯定重、提高钢坯热送温度,实现转炉、连铸、轧钢高效生产与快速连接的关键技术。实践表明,通过优化钢铁制造流程,开发高效炼钢、高效连铸技术、“界面”优化技术并实现集成应用,构建高效率的冶金流程生产平台,能够显著降低生产流程的能耗、降低碳排放,同时提高产品质量、降低生产成本,实现高效、低碳、稳定生产。
2021 Vol. 56 (8): 26-31 [
摘要
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32
张琦, 蔡九菊
钢铁制造流程系统节能与能效提升
提高制造流程系统能效,节约能源是降低生产成本和减少碳排放的重要措施。近年来,中国钢铁工业节能工作经历了单体设备节能、工序优化节能到系统节能,取得了显著进步。以中国钢铁工业节能进程为基础,阐述了系统节能的概念、内涵及研究进展并探讨了未来发展方向,主要从工序与界面协同匹配、物质流与能量流耦合和构建工业生态链接体系等方面展开。同时指出,在系统节能理论和冶金流程工程学理论指导下,中国钢铁工业节能减排工作将得到跃升发展,钢铁制造流程的系统能效将显著提升,钢铁工业绿色化与智能化协同和低碳转型发展指日可待。
2021 Vol. 56 (8): 32-42 [
摘要
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43
陈培敦, 亓海燕, 赵刚, 刘明, 殷齐敏, 张同同
培育产业发展新动能——打造钢铁竞争新优势
为了说明山东泰山钢铁集团有限公司(以下简称泰山钢铁)在充分学习实践冶金流程工程学方法以来取得的成果,主要介绍了泰山钢铁在能源诊断与运行优化、管理流程一体化、生产流程运行与优化、界面技术优化、产城融合技术研究、品牌建设等方面取得的成效。在品牌建设方面,对常规产品实现窄窗口管理,建立工艺窄窗口标准,提升了产品质量;对不锈钢的关键产品界面问题采取了优化措施,430产品整体冶炼周期缩短23 min,钢水在钢包内等待时间缩短50 min,过程质量指标的稳定性也有了明显提升,日产量增加了480 t,每年减少碳排放1 000 t;同时创新应用SBU运营机制,强化了用户服务和应用研究。下一步泰山钢铁将继续学习冶金流程工程学理论,借鉴国内外先进钢厂经验,借助院士专家团队理论方法与人才技术资源建设绿色智能高效城市钢厂,打造绿色智能钢铁行业竞争新优势,适应新时代钢铁市场。
2021 Vol. 56 (8): 43-52 [
摘要
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53
连小圆, 郑忠, 王永周, 高小强
钢铁制造流程动态运行要素的认识与实践
深入认识钢铁制造流程的动态运行特征是实现流程动态-有序、协同-连续运行状态管控的基础。基于对钢铁生产流程特征的分析,阐述了“流、流程网络与运行程序”作为钢铁制造流程动态运行3大要素的特征及其数学描述,明确了运行程序是进行物质流、能量流在以流程网络为基础的网络空间中运行优化的调控手段,以及构建铁素物质流及能量流在流程网络上的动态运行优化模型是实现钢铁制造流程高效优质低耗低成本运行的有效途径。对于钢铁制造企业,提出了以生产计划调度优化模型为核心的运行程序优化技术,通过优化模型形成的生产计划调度指令可引导制造流程运行状态的整体优化,实现生产资源的合理优化配置和能源利用效率提升。
2021 Vol. 56 (8): 53-60 [
摘要
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169
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61
胡正彪, 贺东风
钢铁制造流程物质流与能量流协同优化研究进展
钢铁企业具有流程长、能耗高、排放量大等特点,钢铁制造流程物质流与能量流的协同优化是实现高层次系统节能的关键。为此,对钢铁制造流程物质流和能量流优化的研究进展与应用进行了综述,在此基础上阐述了钢铁制造流程物质流与能量流协同优化的主要研究方向,即物质流与能量流的相互影响和协同规律研究、考虑能源约束的生产计划编制和物流与能流耦合调度。提出了解决协同优化模型构建和求解的关键在于科学的物质流与能量流协同表征方法、生产计划与能源计划时间粒度的统一和智能算法的优化。
2021 Vol. 56 (8): 61-72 [
摘要
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73
吴双平, 徐安军
钢铁生产流程的物质流仿真研究
在现代工业智能化发展的要求下,钢铁等工业流程的整体性研究越演越烈,物流仿真技术在工业流程研究中的应用也越来越广泛。目前,对于钢铁生产流程的物质流仿真研究方法还不普遍,研究者还未认识到物流仿真方法对流程整体性研究带来的实际益处。介绍了目前为止应用广泛的物流仿真工具,重点概述它们在钢铁生产流程上的相关应用,并从钢铁生产流程的设计与优化、问题分析与优化两个方面详细介绍了钢铁生产流程物质流仿真的研究思路。最后对物流仿真技术在钢铁生产流程研究中的应用提出了展望,指出了进一步研究要提高仿真模型的通用性、制定并完善钢铁生产流程的物质流仿真的相关评价指标、以及深入挖掘并推广钢铁生产流程的物质流仿真研究。
2021 Vol. 56 (8): 73-85 [
摘要
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86
上官方钦, 殷瑞钰, 李煜, 周继程, 郦秀萍
论中国发展全废钢电炉流程的战略意义
在分析国内外电炉钢发展概况的基础上,从废钢资源保障、电力资源保障、钢铁工业脱碳化发展、钢厂与城市的和谐共存、钢厂智能化5个方面系统论述了中国发展全废钢电炉流程的战略意义和价值。指出未来充足的废钢资源和丰富的电力资源将为全废钢电炉流程的发展提供资源和能源保障;发展全废钢电炉流程是当前最易实现的钢铁工业脱碳化发展的途径,可以更好地实现钢厂与城市的和谐共存,并将成为实现钢厂智能化的突破口。
2021 Vol. 56 (8): 86-92 [
摘要
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365
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93
周继程, 丁毅, 刘国平, 邓勇, 上官方钦, 郦秀萍
基于排队论的炼钢-连铸区段在线钢包数量优化
炼钢-连铸区段是钢铁制造流程最重要的界面之一。钢包作为炼钢-连铸区段钢水的承载容器,其周转时间的长短对钢水温度产生重要影响。应用运筹学的排队论理论对炼钢-连铸区段在线钢包周转过程进行了分析,将钢包周转过程抽象为转炉出钢、钢水精炼、钢水浇铸、空包热修等排队系统,并建立了相应的排队论模型。最后,结合某企业的生产实际,计算出钢包的理论周转时间,进而提出理论最少在线钢包个数,为企业的钢包管理提供了攻关目标和理论依据。
2021 Vol. 56 (8): 93-100 [
摘要
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101
邵鑫, 杨建平, 王柏琳, 张江山, 高山, 刘青
炼钢-连铸区段多工序运行协同控制
针对炼钢厂车间平面布置不合理、生产订单多样化导致多工序运行协同性不佳的问题,阐述了炼钢厂多工序运行协同控制的技术架构,通过开展物质流运行规律的解析,生产调度规则库、基于炉-机对应原则的生产调度模型、多工序运行仿真模型的构建,以及多工序协同运行水平量化评价方法的研发,形成了一种具有较高普适性的多工序运行协同控制技术。该技术应用于莱芜银山型钢厂后,取得了显著的经济效益与社会效益,推动了炼钢厂智能化的发展。
2021 Vol. 56 (8): 101-112 [
摘要
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173
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113
冯雨薇, 韩伟刚, 张玉柱, 胡长庆, 龙跃
基于Flexsim的炼铁-炼钢界面铁水罐数量配置优化
为优化铁钢界面铁水罐数量、提升铁钢界面实际运行效果,提出了一种基于Flexsim仿真的铁钢界面铁水罐数量配置方法。其基本思想是,构建并应用铁钢界面运行Flexsim仿真模型,考察不同铁水罐配置方案时铁水罐数量变化是否符合生产的规定,从而确定铁水罐数量配置的最优方案。针对C钢厂的案例研究表明,在现有生产条件下、当要求生产过程中每个高炉铁口下铁水罐数量不少于2个时,铁钢界面铁水罐的最优配置数量为24个。
2021 Vol. 56 (8): 113-118 [
摘要
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238
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119
甄常亮, 于恒, 赵凯, 韩伟刚, 师学峰
基于界面技术的钢渣热态转运路径优化
为实现熔融钢渣显热高效回收,以转炉-渣处理界面为研究对象,采用时序分析、冶金流程虚拟仿真等方法对熔融钢渣热态转运流程进行优化,由渣罐转运路径、运行时间、在线运行数量、界面能量损失等几个方面进行解析,确定熔融钢渣低热损转运的最优路径,以实现工序界面间物质流、能量流的高效传递。虚拟仿真和试验结果显示,渣罐在线运行数量为8个时即可满足现有转炉的生产要求,单个渣罐的周转次数为7.88 次/d,渣罐周转效率提高约37.50%,钢渣转运过程中温降约为209 ℃,界面能量损失较初始条件减少30.4%。
2021 Vol. 56 (8): 119-124 [
摘要
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203
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信息
125
中国金属学会冶金流程工程学分会成立大会纪实
2021 Vol. 56 (8): 125-129 [
摘要
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103
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钢铁
编辑部公告
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中国科协全国学会学术出版道德公约
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公告：《钢铁》2018—2019年论文电子版已全文上网（附下载方式）
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《钢铁》杂志2019年“先进炼钢-连铸工艺与装备”专刊征稿通知
·
热烈庆祝《钢铁》杂志被评为“2014中国国际影响力优秀学术期刊”
·
《钢铁》创刊60周年纪念特刊征订
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