冶金流程工程學基礎教程

1 緒論
1．1 流程制造業(yè)及冶金制造流程
1．1．1 流程與流程制造業(yè)
1．1．2 冶金制造流程
1．1．3 過程與時空尺度
1．2 冶金工程學科及其發(fā)展
1．2．1 冶金物理化學的發(fā)展
1．2．2 冶金反應工程學的發(fā)展
1．2．3 冶金流程工程學的提出
1．3 冶金流程工程學的研究對象、研究內容和研究方法
1．3．1 冶金流程工程學研究對象
1．3．2 冶金流程工程學研究內容
1．3．3 冶金流程工程學研究方法——辯證思維邏輯
1．4 冶金流程工程學與智能化、綠色化生產
1．4．1 冶金制造流程的特征及其智能制造含義
1．4．2 冶金制造流程智能化、綠色化協(xié)同
思考題
習題
參考文獻
2 冶金流程工程學基本概念
2．1 鋼鐵制造流程三大功能
2．1．1 鋼鐵制造流程功能拓展
2．1．2 鋼鐵制造流程三大功能及其含義
2．1．3 鋼鐵制造流程的物理本質
2．2 開放系統(tǒng)與耗散結構
2．2．1 開放系統(tǒng)的概念
2．2．2 耗散結構及其特征
2．2．3 開放系統(tǒng)與耗散結構的關系
2．2．4 系統(tǒng)自組織與他組織
2．3 流、流程網絡與程序
2．3．1 流、流程網絡與程序的概念
2．3．2 鋼鐵制造流程中的“流”
2．3．3 鋼鐵制造流程中的“網絡”
2．3．4 鋼鐵制造流程的運行程序
2．4 鋼鐵制造流程運行動力學
2．4．1 冶金宏觀動力學與鋼鐵制造流程的運行動力學
2．4．2 鋼鐵制造流程動態(tài)-有序及其運行調控
2．4．3 工序界面與界面技術
思考題
習題
參考文獻
3 冶金制造流程的物質流
3．1 物質流的概念
3．2 流程系統(tǒng)動態(tài)運行的物理本質
3．2．1 鋼鐵制造流程的基本參數與派生參數
3．2．2 鋼鐵制造流程系統(tǒng)的運行方式
3．3 鋼鐵制造流程的解析與集成
3．3．1 鋼鐵制造流程的演進和結構解析
3．3．2 鋼鐵制造流程中工序功能的解析-優(yōu)化
3．3．3 鋼鐵制造流程中工序之間關系集的協(xié)調-優(yōu)化
3．3．4 鋼鐵制造流程中流程工序集的重構-優(yōu)化
3．4 鋼鐵制造流程的時間解析
3．4．1 鋼鐵制造流程中的時間概念
3．4．2 連續(xù)化程度及其應用
3．4．3 動態(tài)甘特圖方法
思考題
習題
參考文獻
4 冶金制造流程的功能拓展
4．1 能源的高效轉換利用功能
4．1．1 冶金能源及其構成
4．1．2 能源的轉換與利用
4．1．3 能量平衡及能耗評價指標
4．2 能量流、能量流網絡及其優(yōu)化運行
4．2．1 能量流及其數學描述
4．2．2 能量流網絡的構建
4．2．3 物質流與能量流的協(xié)同
4．2．4 企業(yè)能源管控中心及其智能化建設
4．3 廢棄物的消納及再資源化功能與綠色化
4．3．1 企業(yè)內部廢棄物的再資源化
4．3．2 社會大宗廢棄物的消納
4．3．3 綠色化與環(huán)境友好型鋼廠
思考題
習題
參考文獻
5 鋼鐵制造流程運行動力學
5．1 鋼鐵制造流程不同工序的作業(yè)表現形式和動力學特征
5．1．1 鋼鐵制造流中不同工序的作業(yè)表現形式
5．1．2 鋼鐵生產流程不同工序的動力學特征——推力源和拉力源
5．1．3 鋼鐵生產流程不同工序的動力學特征——緩沖-協(xié)調能力
5．2 鋼鐵制造流程中的界面技術
5．2．1 界面技術的概念
5．2．2 煉鐵-煉鋼界面技術
5．2．3 煉鋼-連鑄界面技術
5．2．4 連鑄-軋鋼界面技術
5．3 鋼鐵制造流程中物質流動態(tài)運行規(guī)則
5．3．1 鋼廠結構對制造流程運行動力學的影響
5．3．2 流程宏觀運行動力學和運行規(guī)則
思考題
習題
參考文獻
6 流程系統(tǒng)建模與優(yōu)化方法
6．1 流程系統(tǒng)建模與優(yōu)化概述
6．1．1 流程系統(tǒng)的運行特征
6．1．2 鋼鐵制造流程特征與動態(tài)運行規(guī)則
6．1．3 鋼鐵制造流程系統(tǒng)建模與優(yōu)化
6．2 基于圖論的流程網絡建模與優(yōu)化方法
6．2．1 圖論相關基本概念
6．2．2 圖論在網絡優(yōu)化中的應用
6．2．3 圖論方法應用舉例——鋼鐵企業(yè)自備電廠電力輸送路徑問題
6．3 基于數學規(guī)劃的一般性系統(tǒng)建模與優(yōu)化方法
6．3．1 數學規(guī)劃模型概述
6．3．2 典型的數學規(guī)劃模型
6．3．3 數學規(guī)劃模型的優(yōu)化求解方法
6．4 基于仿真的動態(tài)系統(tǒng)建模與優(yōu)化方法
6．4．1 仿真建模的基本概念
6．4．2 常用仿真模型
6．4．3 仿真方法應用舉例
6．5 流程系統(tǒng)建模與優(yōu)化方法的應用領域
6．5．1 鋼鐵制造流程的運行調控應用
6．5．2 鋼鐵制造流程的動態(tài)精準設計應用
6．5．3 未來主要發(fā)展趨勢
習題
參考文獻
7 鋼鐵制造流程運行調控技術
7．1 鋼鐵制造流程運行調控概述
7．1．1 鋼鐵制造流程運行調控的基本內涵
7．1．2 以計劃調度為核心的時間運行調控技術
7．2 合同分解、組合與生產批量計劃
7．2．1 坯料設計
7．2．2 爐次計劃和澆次計劃
7．2．3 熱軋單元計劃
7．3 面向工序作業(yè)計劃的生產調度
7．3．1 靜態(tài)調度方法
7．3．2 動態(tài)調度方法
7．4 界面及輔助調度
7．4．1 界面調度概述
7．4．2 輔助調度概述
7．4．3 天車調度實例
習題
參考文獻
8 鋼鐵制造流程動態(tài)精準設計方法
8．1 傳統(tǒng)靜態(tài)設計方法與動態(tài)精準設計方法
8．1．1 傳統(tǒng)靜態(tài)設計方法概述
8．1．2 動態(tài)精準設計方法的概念
8．1．3 鋼鐵制造流程傳統(tǒng)設計方法與動態(tài)精準設計方法比較
8．2 動態(tài)精準設計方法體系
8．2．1 動態(tài)精準設計方法核心思想和物理模型
8．2．2 動態(tài)精準設計方法主要設計步驟
8．3 典型鋼鐵制造流程動態(tài)精準設計實例
8．3．1 首鋼京唐鋼鐵廠概念設計
8．3．2 首鋼京唐鋼鐵廠頂層設計
8．3．3 首鋼京唐鋼鐵廠鐵水罐多功能化動態(tài)-精準設計案例
8．3．4 首鋼京唐鋼鐵廠全“三脫”預處理煉鋼廠動態(tài)-精準設計案例
8．3．5 唐鋼第二鋼軋廠小方坯連鑄機-棒材軋機界面技術優(yōu)化設計案例
思考題
習題
參考文獻
冶金流程工程學實驗
實驗1 使用遺傳算法求解煉鋼-連鑄生產作業(yè)計劃編制問題
實驗2 使用優(yōu)化工具箱求解爐次計劃編制問題
實驗3 基于LINGO軟件的鋼鐵企業(yè)副產煤氣的優(yōu)化調度問題
實驗附件1 煉鋼-連鑄生產作業(yè)計劃編制問題的遺傳算法代碼
實驗附件2 煉鋼爐次計劃編制問題的實驗數據
實驗附件3 煉鋼爐次計劃編制問題的MATLAB軟件代碼
實驗附件4 鋼鐵企業(yè)副產煤氣的優(yōu)化調度問題的LINGO軟件代碼
實驗附件5 鋼鐵企業(yè)副產煤氣的優(yōu)化調度問題的相關參數