仿真软件在炼钢教学中的应用

【摘 要】介绍了转炉炼钢仿真软件在炼钢生产与操作课程教学中的应用,教学中使用仿真软件辅助教学的优势,学生的使用情况.通过使用仿真软件,提高了教学效果,学生能更好理解所学的内容,并且可以及时练习巩固.

【关 键 词】炼钢仿真系统冶金教学炼钢实践

冶金行业由于其特殊性,学生很难到企业一线去操作练习.若培养高素质劳动者和技能型人才,就必须通过多次的实践才能实现.天津冶金职业技术学院引进炼钢仿真模拟系统,此系统能对转炉炼钢的生产流程进行模拟演示.通过在炼钢课程教学中使用该系统,教师可通过软件进行操作演示,学生边练边学,提高了学习兴趣,取得较好的教学效果.

1炼钢仿真模拟软件简介

转炉炼钢仿真模拟软件根据炼钢的生产工艺流程,以炼钢生产为模型,采集生产中的实际数据,编写程序.炼钢生产仿真实训系统利用3D动画技术对炼钢完整工艺流程进行虚拟,仿真制作了全工艺流程的自动化二级监控系统和操控硬件设备；采用虚拟现实技术将生产现场的自动化操控系统进行仿真；在物理模型、工艺模型驱动下实现符合真实炼钢工艺过程训练.该软件由转炉炼钢仿真虚拟模拟界面、转炉操作控制界面以及数据变化的模型界面画面组成.通过操作界面和手柄摇杆按钮等对炼钢过程进行操作控制,模拟企业中主控室的操作,以完成一炉钢的冶炼.

2炼钢仿真模拟软件在教学中的应用

2.1在讲授中的应用

《炼钢生产操作与控制》是冶金技术专业的核心课程.课程比较抽象,依靠仿真软件,将真实的炼钢情况展示给学生,采用三维动画的形式,模拟转炉炼钢的设备和工艺流程,例如转炉本体、倾动机构、支撑系统、氧系统等设备.教师进行教学时,采用仿真软件,可以边讲解,边演示,形象生动,将学生带入企业的环境.例如教师在介绍转炉中各种元素的变化规律时,模型界面可展示出各元素如C、Si、Mn、P、S等元素的变化曲线,通过操作系统使这些元素发生变化,进而介绍转炉操作对元素变化的影响.教师讲授更加生动形象,学生学习的时候,面对生动的画面,会对学习的内容有较深的感性认识,更加有兴趣,从而有助于专业知识的掌握.

2.2在实训中的应用

实训课程是整个教学中的重要部分,学生要掌握技能,必须要通过实训不断地练习,由于炉前较危险,且企业难以提供如此多的实习岗位.我院建立炼钢仿真实训室,在炼钢仿真实训室通过软件进行仿真操作,根据教师下达的任务进行练习,既能保证学生的安全,又能达到跟企业生产基本相同的环境,提高学生的动手能力,加深对知识的理解,实现教学做一体化.

在实训课上,教师首先对本次课程所要进行的练习项目进行讲解,分析其中的重点与难点,然后利用软件下达当次课程的任务,学生进行操作练习,完成任务并填写工作单,教师再根据学生模拟冶炼结果进行评价,利用学生完成的工作单进行监测,可以把握学生本次课程的知识掌握和练习情况.

图1为转炉炼钢仿真软件的操作界面,学生在操作界面中点击相应的按钮并输入数据,可以对转炉冶炼过程进行控制,控制钢水的成分和温度,结合虚拟和模型界面了解此时的生产情况.通过界面对炉况做出正确的判断,保证生产安全顺利进行,冶炼出合格的钢水.整个过程和实际生产基本一致,学生每完成一次冶炼,都会对炼钢过程加深认识,结合最后的冶炼结果进行分析,掌握本次操作中的对与错,来提高自己的操作水平.

3教学评价及效果

教师可以采用转炉炼钢仿真系统来对学生进行考核,报表记录了炼钢操作的各个细节,包括每批渣料的加入、吹炼时间、转炉倾动角度是否正确、位是否合理、是否出现喷溅、返干等信息,并给出最终成绩.教师可根据成绩对学生的动手操作能力进行评价.

该软件激发了学生的学习兴趣,提高了动手能力,学生毕业后反映在工作中应用了很多实训中练习的内容,更快的进入到工作状态.在全国冶金技能大赛中,我院学生通过仿真软件的练习,获得优异成绩.

4结论

通过教学中的实践,我们发现利用转炉炼钢仿真系统有以下优势：

（1）由于钢铁厂生产任务繁重,大多数的钢铁厂不太愿意接收学生实习,学生实习时间短,动手操作能力不能得到锻炼.使用转炉炼钢仿真软件进行辅助授课,可以极大的弥补这方面的不足.

（2）软件来源于真实生产,学生操作时有如置身于车间当中,通过练习和思考,更加直观的认识了课堂的内容,提高知识掌握程度,培养学生对所学知识的应用、生产操作、组织和团队协调能力.

（3）准确的模拟炼钢过程,可以把复杂的冶炼反应具体化,学生易于理解,教师讲授清晰.

（4）采用三维动画界面,及时反映炉前生产情况,学生更容易接受,提高了学生的学习兴趣.

（5）成绩评价准确,较真实的反映了学生的掌握情况.

在炼钢教学中使用仿真软件,可以获得更好的教学效果,也是目前教学的一种发展趋势.