面向綠色制造的鋼鐵制造系統(tǒng)輔料資源運行特性研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是一個以生產(chǎn)鋼材為主的原材料制造業(yè)，屬國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是能源消耗、資源消耗和污染物排放大戶。近年來，我國鋼鐵工藝通過結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進步，在節(jié)能降耗、減少環(huán)境排放方面取得了顯著成效，但由于我國鋼鐵產(chǎn)量持續(xù)高速增長，資源消耗和環(huán)境排放總量仍呈增長趨勢，鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨資源、環(huán)境的嚴峻挑戰(zhàn)。鋼鐵制造系統(tǒng)的每一單元過程都帶有不同的資源消耗，在生成主副產(chǎn)品的同時產(chǎn)生各種環(huán)境排放和資源消耗，是鋼鐵制造系統(tǒng)資源消耗和環(huán)境影響的根

2、源，它們之間的協(xié)同配合關(guān)系決定了鋼鐵制造系統(tǒng)主輔料資源的轉(zhuǎn)化效率、能源消耗及其環(huán)境影響的程度。因此，正確認識和分析鋼鐵制造系統(tǒng)的資源流及其影響顯得尤為重要。
　　本文以國家自然科學(xué)基金“基于輔料資源運行特性的鋼鐵綠色制造系統(tǒng)集成運行模式研究(70971102)”為依托，以鋼鐵產(chǎn)品生命周期過程為主線，以綠色制造模式為支撐，研究鋼鐵制造系統(tǒng)輔料資源的運行特性，及對資源消耗和環(huán)境排放的影響機理，為鋼鐵企業(yè)實施綠色制造、資源優(yōu)化利用及節(jié)能

3、減排提供解決方案的參考。主要研究內(nèi)容有:
　　(1)在分析鋼鐵制造系統(tǒng)基本流程及特點的基礎(chǔ)上，將資源流分為含鐵主料資源和輔料資源，闡述了輔料資源的內(nèi)涵和特點;系統(tǒng)分析了鋼鐵制造過程典型環(huán)節(jié)的主料資源的轉(zhuǎn)換過程及輔料資源在此過程中對轉(zhuǎn)換效率及環(huán)境排放的影響;構(gòu)建了基于輔料資源運行特性的鋼鐵制造系統(tǒng)資源流運行規(guī)律研究體系結(jié)構(gòu)。
　　(2)建立了鋼鐵制造系統(tǒng)輔料資源運行特性的分析框架，綜合考慮輔料資源在鋼鐵產(chǎn)品的生命周期主線上，配

4、合主料資源的轉(zhuǎn)換過程中形成的復(fù)雜時空特性，闡述各輔料資源在主線上加入時間、空間、方式等屬性不一樣形成的不同的主輔料資源轉(zhuǎn)化效率，及對系統(tǒng)的資源消耗和環(huán)境排放的影響，系統(tǒng)分析了輔料資源的時空特性、輸入輸出特性、反饋特性和排放特性。
　　(3)分析了鋼鐵制造系統(tǒng)單元過程中的輸入、消耗、輸出、反饋、排放之間的動態(tài)數(shù)學(xué)關(guān)系，建立了以綜合考慮生產(chǎn)率、質(zhì)量、成本、資源消耗、環(huán)境影響和職業(yè)健康與安全危害為目標，輔料資源運行特性為優(yōu)化控制參數(shù)的鋼