殷瑞钰:钢铁工业是发展循环经济的优先切入点

实施循环经济，推进资源节约型、环境友好型社会，应该以3R为原则，Reduce（减量化）、Reuse（再利用）、Recycle（再循环）。但“3R”只是原则，不是实现循环经济过程中的全部要素。循环经济必须注意到物质循环链、能量循环链的构建应以合理的时间、空间配置为前提，而且实施循环经济是有循环成本的、有资金流动增值内涵的，所以实施循环经济还应该在一定条件下将物质、能量、时间、空间、资金等“五要素”有效地整合在一起，以实现经济效益、社会效益和环境效益协同发展的经济模式。

工程哲学的兴起与中国学派的开创

科学哲学和技术哲学都首先在西方开创,而工程哲学在21世纪初分别独立开创于中国和欧美,在四个关键方面,中国的开创步履甚至还早于欧美一年或数年。中国工程界和哲学界在马克思主义指导下跨界合作创新,形成了工程哲学的中国学派,提出了工程哲学的“五论”框架。“五论”之中,科学-技术-工程三元论是开拓工程哲学的理论前提,工程本体论提出工程是现实的、直接的生产力,是“五论体系”的核心。工程方法论、工程知识论和工程演化论也都是工程哲学的重要组成部分。在创新活动中,工程创新是创新领域的“主战场”。在工程哲学这个新学科在国内外兴起的过程中,工程哲学中国学派发挥了首创作用,发出了中国声音,体现了中国自信,作出了中国贡献。

我国高炉喷吹废塑料的可行性和前景

本文就作者调研和试验的一些结果，对我国高炉喷吹废塑料的可行性和前景进行了初步的探讨，以期为我国治理“白色污染”和废塑料的综合利用，及我国冶金企业节约能源提供一点有益的参考。

现代钢铁冶金工程设计方法研究

本文论述了钢铁材料在经济社会发展中的重要作用和地位,分析了中国钢铁工业的发展历程与现状,论述了科技进步对产业发展的推动作用和重要意义,指出了中国钢铁工业未来发展方向。本文回顾了中国钢铁冶金工程设计的发展演变历程,分析了工程方法论与钢铁冶金工程设计方法的关系以及钢铁冶金工程设计的地位和作用,阐述了钢铁制造流程的物理本质和现代钢铁制造流程的"三大功能"。从钢铁制造流程的物理本质、特征以及动态运行的特征要素、设计方法的路径、动态-有序运行过程中的动态耦合等方面,对钢铁冶金工程设计的问题进行识别与定义。阐述了现代钢铁冶金工程的概念设计、顶层设计、动态-精准设计的方法体系,以及现代钢铁制造流程的系统集成与结构优化。

钢铁企业功能拓展是实现循环经济的有效途径

探讨了循环经济的概念和属性,指出:循环经济是以“3R”为原则、以资源“闭环”利用为特征和“经济”合理为边界条件的经济。钢铁工业是我国新型工业化进程中的支柱产业,同时也应是推进循环经济的优先切入点和重要环节。根据钢铁制造流程的特点、流程演进过程和发展趋势分析表明,钢铁工业实施循环经济存在着巨大潜力,发挥钢厂的三大功能———钢铁产品制造、能源转换和社会大宗废弃物处理—消纳功能是钢铁企业融入循环经济社会的有效途径。最后讨论了循环经济社会中的钢厂模式。

钢厂生产流程与大气排放

钢铁是一种重要的材料，其生产过程依赖于矿物资源和各类能源，由此构成了钢铁生产过程对环境的多层次排放。从保护生态环境的角度出发，研究钢铁材料从采矿、钢铁制造、使用到废弃、回收、再生的整个过程对环境的影响，对于重新认识和评估钢铁工艺流程是十分重要的。本文在分析钢厂对环境的影响层次和钢厂环保技术内涵的基础上，分析了两类模型工厂：高炉—转炉—连铸—热轧工艺流程和电炉—薄板坯连铸—热轧工艺流程，分别对其买煤买电和只买煤不买电两种方案的吨钢气体排放量和万元产值排放量进行了计算、比较，从钢厂生产过程对大气排放的角度为钢铁制造流程的整体优化提供参考。

适用于转炉—薄板坯连铸钢厂的合理炉外精炼工艺的探讨

转炉薄板坯连铸钢厂采用LF炉外精炼工艺,其生产节奏与转炉炼钢和薄板坯连铸不相适应。生产冷轧钢种时还存在钢液w([Si])、w([N])偏高而影响钢材冷加工性能的问题。转炉薄板坯连铸钢厂的炉外精炼应主要采用CAS和RH精炼工艺,对于绝大多数热轧类钢种,可以通过铁水脱硫预处理、抑制转炉炼钢回硫、转炉出钢脱硫等方法生产出硫含量符合要求的铸坯。对冷轧类钢种可采用传统流程炉外精炼工艺,即根据钢种碳含量要求和用途,选择采用RH或CAS。

适用于冷轧薄板类钢种的合理炉外精炼工艺的探讨

炉外精炼过程钢液氧含量对脱硫效率影响显著,对冷轧薄板钢种如在LF中进行深度脱硫,由于必须将钢液氧含量降至很低水平,容易造成钢中硅含量超标等问题。采用LF工艺不能很好地解决既能强烈搅拌钢水促进夹杂物去除又能防止钢水被炉渣和炉气氧化的矛盾,因此须对炉渣进行还原改质处理,同时会导致生产成本增加和转炉连铸机生产节奏变慢等问题。采用CAS和RH精炼工艺能够在防止钢水被炉渣和炉气氧化的前提下,强烈地搅拌钢水以促进夹杂物上浮,生产节奏也能适应大型转炉炼钢和快速板坯连铸需要。对于LCAK、ELC、ULC等冷轧薄板钢种,应以采用CAS和RH精炼工艺方法为主导。

中国加快发展连铸的途径

论述了１９８８年以来，中国连铸生产在贯彻以连铸为中心的生产技术方针，加快连铸科研开发，推动装备国产化和设计规范化，强化人员培训，注意相关技术配套发展等主要措施后，实现连铸生产快速发展的主要经验。明确了继续大力优化和完善连铸生产，推动钢铁生产技术进步的目标和重点工作。

中国薄板坯连铸连轧的发展特点和方向

中国已成为世界上薄板坯连铸连轧产能和产量最高的国家。在继续保持生产效率领先的前提下，正在进行品种开发、质量提高、半无头轧制、铁素体轧制等新工艺探索，并对耐火材料、保护渣等相关材料国产化和降低成本的各个方面寻求突破。未来两年中，中国薄板坯连铸连轧技术创新的重点应有四个方面，即：全面贯通薄板坯连铸-热连轧-冷连轧-涂镀层产品作业线，生产高质量产品与深加工产品；在发挥薄规格热轧产品优势的基础上再创高效率生产新水平；努力在优化薄板坯连铸结晶器、动态轻压下、铁素体轧制、半无头轧制等工艺开发方面走在前列；工艺技术、装备、相关材料基本自主开发。经过努力争取在2～3年后，使我国在薄板坯连铸连轧的生产技术、产品结构与质量、装备与相关材料自主开发等方面都能达到世界一流水平并能引领薄板坯连铸连轧的未来发展。

钢铁工业绿色化问题

分析了中国钢铁工业发展背景和近20年的节能环保进程,借鉴国际钢铁企业的环保历程并对比了国内外钢铁企业的主要排放指标水平.从绿色制造的概念出发,研究提出了钢铁工业绿色化的定义和内涵.钢铁工业的绿色化生产不仅仅是清洁生产,还体现了生态工业和循环经济(3R)的思想(Reduce、Reuse、Recy-cle),具体体现在资源能源、生产过程、产品绿色度和钢铁工业与相关行业及社会的关系等四个方面.由此提出了中国钢铁工业绿色化的对策和从三个层次上实施绿色化的重点技术.

工程哲学新进展——工程方法论研究

迄今为止,工程方法论研究一直是工程哲学和方法论研究领域的薄弱环节。本文考察了科学技术工程三元论、工程演化论、工程本体论和工程方法论的关系,分析和阐述了工程方法论的性质、特征、研究对象和研究内容。指出,工程方法论不同于具体的工程方法,工程方法论是以具体工程方法为研究对象的"二阶性"和"多视野"的理论研究,工程方法论有不同的层次,应该特别注意研究行业性、类型性的工程方法论问题。本文还简要分析了经验、科学、技术和工程方法的关系。

薄板坯连铸──连轧的发展趋向和工程投资问题

薄板坯连铸─连轧工艺的关键是薄板坯连铸技术，然而要取得良好的投资效益，必须充分发挥热连轧带钢轧机的设备能力。薄板坯连铸─连轧工艺应根据不同的资源、能源条件以及产品质量的要求分别选择与电炉或高炉─转炉流程衔接、匹配，组成合理的生产系统。从产品的成本价格比较来看，薄板坯连铸─连轧工艺的合理经济规模应为年产２００～２５０万吨钢。经过技术经济分析，得到在不同工艺流程、不同规模情况下废钢价格对热轧卷成本价格影响的一系列临界值，这些废钢价格的临界值对投资决策有一定参考价值。认为利用现有高炉─转炉的存量资产与薄板坯连铸─连轧工艺衔接、匹配，具有良好的经济效益，且受废钢价格的影响很小（转炉吨位应至少在８０ｔ以上，也许１２０～１５０ｔ较宜）；高炉喷吹煤粉（～２００ｋｇ／ｔ铁）有助于高炉─转炉流程的竞争力。产品发展方向，应注意开发１～２ｍｍ的薄规格热轧卷。薄板坯连铸─连轧工艺与传统的板坯连铸─传统热连轧带钢轧机工艺之间应是既竞争又分工的关系；与正在开发的薄带钢连铸工艺之间主要是分工关系，一定情况下可能会有某些竞争。

钢铁冶金工程知识研究与展望

从工程集成、工程建构、工程运行和工程管理的视角,结合钢铁冶金工程讨论了工程知识。从知识论的角度看,钢铁冶金过程是物理知识、化学知识、技术知识、管理知识等诸多知识范畴的集成,包括了工程科学、工程技术、工程设计、工程管理、工程哲学等方面的知识。分析了钢铁材料对经济社会发展的重要作用,阐述了钢铁冶金工程流程运行的主要特征,解析了钢铁冶金流程动态运行的物理本质。在此基础上探讨了冶金工程知识的结构,揭示了冶金工程知识系统的复杂性、协同性、整体性、集成性等特征;论述了钢铁冶金工程知识的形成和发展过程,以及技术进步对冶金工程知识创新的推动作用;讨论了“界面技术”对冶金制造流程协同–集成的重要性,以及信息技术对钢铁冶金工程智能化的推动作用。最后,在工程哲学的视野下,探讨了宏观动态冶金学和钢铁冶金工程知识面向智能化和绿色化的发展方向和目标。

节能、清洁生产、绿色制造与钢铁工业的可持续发展

从产品制造链、商品价值的演变出发 ,讨论了节能、清洁生产和钢铁工业绿色制造问题 ,强调了钢铁制造流程系统优化的重要性 ,指出钢厂环境问题的概念是要通过节能、清洁生产—绿色制造过程逐步实现环境友好。与此同时 ,讨论了钢厂生产流程过程中的节能、清洁生产问题和钢材及其制品的绿色度问题。

冶金工序功能的演进和钢厂结构的优化

本文对钢厂生产流程中各单元工序的功能演进以及整个冶金工程的组成内涵所发生的巨大变化进行了评估.第二次世界大战结束后,以间歇/准连续流型和流程长为特点的钢厂工艺流程进步的基本动向是;单元工序功能的分析、分解和优化;各工序优化了的功能在工程中的组合优化;工序之间的衍接、匹配互程——广义“活套”工程这实际上是一种长工艺流程中的物流多维管制系统.文中概括了这类物流多维管制系统的几个主要领域.本文对正在发展着的新一代钢厂工艺流程也作了评论在上述评估、归纳的基础上,研究了一系列工艺技术的替代/淘汰关系及其对钢厂结构的影响,进而从全球(包括发达国家和发展中国家)

关于钢铁制造流程的研究

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.

钢铁制造流程的解析和集成

对钢铁制造流程中若干深层次的理论问题进行了学科分支意义上的讨论．对工序功能集的解析一优化、工序关系集的协调－优化和流程工序集的集成－优化等给予物理－数学方面的概括和描述，提出了对可能发展起来的学科分支──冶金流程学的展望．同时进一步指出，制造流程的系统理论和制造过程的信息系统是２１世纪制造科学、制造工业发展的共性基础理论。

钢铁制造过程的多维物流控制系统

本文将钢铁制造流程模化为物态转变、物性控制和物流控制相互融合的多维物流控制系统。该系统是由“刚性组元”、“柔性组元”的集合和各级元间关系集合组成的“粘性”系统，其运行方式为“准连续／间歇”性质的“弹性链／半弹性链”的稳定或非稳定谐报系统在外界“刺激”作用下，将产生不同类型、不同滞后度的“响应”在此基础上提出了钢铁制造流程系统集成描述的理论框架。

绿色制造与钢铁工业

从可持续发展观点出发 ,论述了绿色制造工程的主要概念、内涵、方法和绿色制造技术的对策思路等问题。在此基础上讨论了环境友好的钢铁工业的命题和内涵。指出钢铁企业环境保护的内涵不仅是对污染物的末端治理 ,而且要强调从源头上阻止污染物生成的新策略。环境友好的钢铁工业涉及资源、能源的选择 ;钢铁制造流程的优化 ;钢厂排放过程的控制和排放物的再能源化、再资源化和无害化处理。同时 ,还要重视钢材生命周期体系的“绿色度”研究。最后指出 ,钢铁工业面向新世纪的时代命题之一是走绿色制造的道路 。