探析轉爐煉鋼仿真模擬系統在煉鋼教學中的應用

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(1.唐山科技職業技術學院；2.河鋼唐鋼維爾自動化有限公司；3.河鋼唐鋼不銹鋼技術中心)

一、傳統煉鋼教學模式

煉鋼生產是冶金專業學生必修的核心課程。課程的理論性強，也比較抽象性，既復雜又難懂。

傳統的冶金教學模式下，教師是知識的傳授者，是課堂教學的主人，學生較被動地接受知識，大部分同學對這些教學內容會感到枯燥無味，學習接受起來難度較大，雖然后來通過在教學中融入了大量的圖片、視頻，但是學生也只能看，而不能進行實際的操作，這影響了學生學習的主動性和積極性。

二、煉鋼仿真模擬系統的應用

1.搭建煉鋼仿真模擬系統平臺。我校(唐山科技職業技術學院)，已從山東新科引進了一套煉鋼仿真模擬系統(用于全國有色金屬行業職業院校學生職業技能大賽冶金技術(煉鋼方向)的比賽)，此系統包含的教學內容有燒結，高爐煉鐵，轉爐煉鋼，爐外精煉和連續鑄鋼等模塊，不僅能向學生以流程化系統展示各工藝的生產工藝過程，而且每個模塊都能獨立操作。

2.課堂教學。在講授《煉鋼生產》課程時，我們根據課程內容的需要，將煉鋼仿真模擬系統的操作穿插到教學過程中。

在學生開始接觸《煉鋼生產》課程時，通過演示講授型實驗教學，一邊演示《煉鋼生產》多媒體教學內容，一邊細心講授虛擬界面，并通過虛擬界面進行操作，不僅系統展示了煉鋼生產的設備及流程，而且讓學生模擬冶煉一爐鋼，切實感受到鋼鐵是怎樣煉成的。

例如，利用虛擬界面，使學生對整個操作畫面有一個直觀的認識，給學生以身臨其境的感覺，如圖1所示，同時可以觀察吹煉過程中鋼液成分的變化趨勢，如圖2所示。

實踐證明，利用轉爐煉鋼仿真模擬系統對學生進行教學，學生的接受效果明顯提高。學生通過操作，既能快速掌握并充分理解轉爐煉鋼的設備及其相關工藝同時大大降低了教師的教學強度，提高了學生對專業認識的速度和深度。

三、實訓教學

我校(唐山科技職業技術學院)采用山東新科的仿真模擬軟件來替代部分企業生產實踐。

在此系統中，設備認知內容包括掌握轉爐本體、轉爐傾動機構、鋼包、廢鋼槽、氧槍、加料系統、除塵刺痛、供電系統、出鋼系統及測溫取樣系統。工藝認知內容包括轉爐裝料、供氧、造渣、出鋼，合金化等工藝的操作。

實踐證明，經過長達十周的模擬軟件實踐后，學生對《煉鋼生產》的知識掌握的非常好。由此可見，《煉鋼生產》課程的學習和實踐環節的實習是相輔相成的，實踐教學加深了學生對本課程內容的理解和認識。

四、模擬故障

煉鋼仿真模擬系統不僅能用于課堂教學和實訓教學，同時也可以通過此模擬系統設置一些現場會發生的事故和故障，培養學生的應變能力及處理事故的能力，為日后學生的實習和就業積累更多的知識和經驗。

例如，在現場操作中，經常會出現噴濺或者返干，如圖3所示。

五、組織競賽

我校每年都會舉行模擬煉鋼大賽，成績優秀的選手有機會參加全國有色金屬行業職業院校學生職業技能大賽冶金技術(煉鋼方向)的比賽，圖4為部分學生比賽結果。

“模擬煉鋼大賽”的舉辦不僅為冶金技術專業學生提供了展示自我，鍛煉自我，實現自我價值的機會，充實自身實踐能力的機會。與此同時，通過網絡煉鋼比賽的實施，也鍛煉了一批年輕的教師隊伍，為網絡煉鋼平臺融入生產實習奠定了人才基礎。

六、結論

1.轉爐煉鋼仿真模擬系統能夠滿足《煉鋼生產》課程的課堂教學、實訓教學的需要，加強學生對知識的理解能力，提高學生的實踐技能水平。

2.轉爐煉鋼仿真模擬系統能夠培養學生應付故障的能力。通過仿真模擬系統可以設置一些在真實崗位訓練時無法設置的故障，有意識的讓學生自主的應付這些故障，這樣大大提高學生的技術操作水平，增加企業的效應。

3.轉爐煉鋼仿真模擬能用于比賽，獲獎后，在企業里可獲得相應的優厚待遇。