探析轉(zhuǎn)爐煉鋼仿真模擬系統(tǒng)在煉鋼教學(xué)中的應(yīng)用

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(1.唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.河鋼唐鋼維爾自動(dòng)化有限公司；3.河鋼唐鋼不銹鋼技術(shù)中心)

一、傳統(tǒng)煉鋼教學(xué)模式

煉鋼生產(chǎn)是冶金專業(yè)學(xué)生必修的核心課程。課程的理論性強(qiáng)，也比較抽象性，既復(fù)雜又難懂。

傳統(tǒng)的冶金教學(xué)模式下，教師是知識(shí)的傳授者，是課堂教學(xué)的主人，學(xué)生較被動(dòng)地接受知識(shí)，大部分同學(xué)對(duì)這些教學(xué)內(nèi)容會(huì)感到枯燥無味，學(xué)習(xí)接受起來難度較大，雖然后來通過在教學(xué)中融入了大量的圖片、視頻，但是學(xué)生也只能看，而不能進(jìn)行實(shí)際的操作，這影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

二、煉鋼仿真模擬系統(tǒng)的應(yīng)用

1.搭建煉鋼仿真模擬系統(tǒng)平臺(tái)。我校(唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院)，已從山東新科引進(jìn)了一套煉鋼仿真模擬系統(tǒng)(用于全國有色金屬行業(yè)職業(yè)院校學(xué)生職業(yè)技能大賽冶金技術(shù)(煉鋼方向)的比賽)，此系統(tǒng)包含的教學(xué)內(nèi)容有燒結(jié)，高爐煉鐵，轉(zhuǎn)爐煉鋼，爐外精煉和連續(xù)鑄鋼等模塊，不僅能向?qū)W生以流程化系統(tǒng)展示各工藝的生產(chǎn)工藝過程，而且每個(gè)模塊都能獨(dú)立操作。

2.課堂教學(xué)。在講授《煉鋼生產(chǎn)》課程時(shí)，我們根據(jù)課程內(nèi)容的需要，將煉鋼仿真模擬系統(tǒng)的操作穿插到教學(xué)過程中。

在學(xué)生開始接觸《煉鋼生產(chǎn)》課程時(shí)，通過演示講授型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一邊演示《煉鋼生產(chǎn)》多媒體教學(xué)內(nèi)容，一邊細(xì)心講授虛擬界面，并通過虛擬界面進(jìn)行操作，不僅系統(tǒng)展示了煉鋼生產(chǎn)的設(shè)備及流程，而且讓學(xué)生模擬冶煉一爐鋼，切實(shí)感受到鋼鐵是怎樣煉成的。

例如，利用虛擬界面，使學(xué)生對(duì)整個(gè)操作畫面有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，給學(xué)生以身臨其境的感覺，如圖1所示，同時(shí)可以觀察吹煉過程中鋼液成分的變化趨勢，如圖2所示。

實(shí)踐證明，利用轉(zhuǎn)爐煉鋼仿真模擬系統(tǒng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的接受效果明顯提高。學(xué)生通過操作，既能快速掌握并充分理解轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)備及其相關(guān)工藝同時(shí)大大降低了教師的教學(xué)強(qiáng)度，提高了學(xué)生對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)的速度和深度。

三、實(shí)訓(xùn)教學(xué)

我校(唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院)采用山東新科的仿真模擬軟件來替代部分企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。

在此系統(tǒng)中，設(shè)備認(rèn)知內(nèi)容包括掌握轉(zhuǎn)爐本體、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、鋼包、廢鋼槽、氧槍、加料系統(tǒng)、除塵刺痛、供電系統(tǒng)、出鋼系統(tǒng)及測溫取樣系統(tǒng)。工藝認(rèn)知內(nèi)容包括轉(zhuǎn)爐裝料、供氧、造渣、出鋼，合金化等工藝的操作。

實(shí)踐證明，經(jīng)過長達(dá)十周的模擬軟件實(shí)踐后，學(xué)生對(duì)《煉鋼生產(chǎn)》的知識(shí)掌握的非常好。由此可見，《煉鋼生產(chǎn)》課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)是相輔相成的，實(shí)踐教學(xué)加深了學(xué)生對(duì)本課程內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)。

四、模擬故障

煉鋼仿真模擬系統(tǒng)不僅能用于課堂教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)，同時(shí)也可以通過此模擬系統(tǒng)設(shè)置一些現(xiàn)場會(huì)發(fā)生的事故和故障，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力及處理事故的能力，為日后學(xué)生的實(shí)習(xí)和就業(yè)積累更多的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

例如，在現(xiàn)場操作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)噴濺或者返干，如圖3所示。

五、組織競賽

我校每年都會(huì)舉行模擬煉鋼大賽，成績優(yōu)秀的選手有機(jī)會(huì)參加全國有色金屬行業(yè)職業(yè)院校學(xué)生職業(yè)技能大賽冶金技術(shù)(煉鋼方向)的比賽，圖4為部分學(xué)生比賽結(jié)果。

“模擬煉鋼大賽”的舉辦不僅為冶金技術(shù)專業(yè)學(xué)生提供了展示自我，鍛煉自我，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的機(jī)會(huì)，充實(shí)自身實(shí)踐能力的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)煉鋼比賽的實(shí)施，也鍛煉了一批年輕的教師隊(duì)伍，為網(wǎng)絡(luò)煉鋼平臺(tái)融入生產(chǎn)實(shí)習(xí)奠定了人才基礎(chǔ)。

六、結(jié)論

1.轉(zhuǎn)爐煉鋼仿真模擬系統(tǒng)能夠滿足《煉鋼生產(chǎn)》課程的課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力，提高學(xué)生的實(shí)踐技能水平。

2.轉(zhuǎn)爐煉鋼仿真模擬系統(tǒng)能夠培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)付故障的能力。通過仿真模擬系統(tǒng)可以設(shè)置一些在真實(shí)崗位訓(xùn)練時(shí)無法設(shè)置的故障，有意識(shí)的讓學(xué)生自主的應(yīng)付這些故障，這樣大大提高學(xué)生的技術(shù)操作水平，增加企業(yè)的效應(yīng)。

3.轉(zhuǎn)爐煉鋼仿真模擬能用于比賽，獲獎(jiǎng)后，在企業(yè)里可獲得相應(yīng)的優(yōu)厚待遇。