淺談連續鑄鋼仿真模擬系統在專業課教學中的應用

夏胤遲

摘 要：本文介紹了連續鑄鋼仿真模擬系統在專業課教學中的應用，包括生產設備介紹、生產工藝流程介紹及動手操作、成績考核。該套系統的使用對專業課教學起到了較好的促進作用。

關鍵詞：連續鑄鋼仿真模擬系統 生產設備 生產工藝 成績考核

青海省冶金工業技工學校在2010年引進煉鋼生產虛擬仿真實訓系統。該系統可對煉鋼的生產過程進行模擬演示。通過在專業課教學中應用該系統，教師可以結合演示生產過程組織教學。學生邊做邊學，提高學習興趣，能夠取得較好的學習效果。

一、連續鑄鋼仿真模擬系統簡介

煉鋼仿真模擬系統由鐵水預處理、轉爐煉鋼、爐外精煉及連鑄四部分組成。連鑄系統主要由兩個操作畫面組成，分別為連鑄機主操作畫面、連鑄機監控操作畫面。

二、連續鑄鋼仿真模擬系統在教學中的應用

1.介紹生產設備

連鑄的生產設備種類多、結構復雜，如果單憑教師的課堂講解和少量的插圖，學生很難有較深的感官認識。仿真模擬系統的模擬畫面采用三維動畫的形式，模擬顯示出連鑄的生產設備，如鋼包運載裝置、中間包、結晶器、結晶器振動裝置、引錠裝置、切割裝備、鑄坯導向和二次冷卻裝置、拉坯矯直裝置等。教師在進行專業課教學時采用這套系統，就可以邊講解邊演示，非常形象生動，例如教師在介紹回轉臺時，可以通過操作模擬演示大包臺的升降、旋轉，進而介紹回轉的類型、結構組成及使用。學生在學習的時候，可以形成較深的感性認識，有助于對專業知識的掌握，如圖1。

2.介紹生產工藝并動手進行生產操作

冶金過程是一個復雜的工藝過程，工藝程序多，危險因素較多。學生在實習過程中無法親自操作設備，也難以把握整個流程。專業課的教學往往很枯燥，不形象不具體。學生只是記住了一些概念，對具體的操作過程還是很陌生。仿真模擬系統可以演示出整個連鑄的生產過程，同時學生可以動手進行練習。練習步驟如下：

（1）系統檢查。澆注前的準備是連鑄生產過程中的重要環節，是確保連鑄工藝操作順利進行和保證鑄坯質量的前提條件。學生首先要將引錠桿送至結晶器底部，做好封堵引錠操作；其次做好鋼包準備，及時下降大包蓋，做好保溫，旋轉大包臺至滑動水口處，運送中間包，安裝注水口，做好結晶器的檢查；最后做好二冷區及其他設備的檢查。操作過程中如果位置不到位或未安裝好，系統均會給出提示“操作不當”，同時會在報表中顯示出都做了哪些檢查和準備。

（2）澆注操作。此環節重點是做好拉坯速度的控制。學生首先打開滑動水口，鋼液流入中間包內。當頁面高度達到40%時，就可以進行中間包開澆操作，設定好流量，等結晶器鋼液面高度達到85%時設置澆注速度，拉矯機構啟動。起步時間非常短暫，要控制好拉速。此時由于流量、拉速控制不當，較容易造成開澆漏鋼，結晶器溢鋼。當進行多爐澆注時，要觀察大包中的鋼液，進行換鋼包操作。圖2為整體操作畫面圖。

3.對學生進行考核

教師可以采用連鑄模擬仿真系統來對學生進行考核。在該系統中每完成一次操作，都會給出一個成績報表，報表中詳細記錄下操作的各個細節，包括結晶器保護渣參數、流速曲線、鋼包溫度曲線，大包臺、中間包是否到達限位，各時段的流速具體值、各時段大包的具體溫度。教師可以根據這些數據對學生的動手操作能力進行評價，以此作為期末成績考核的一部分。經過幾個學期的實踐，學生表示樂于接受這種教學和考核方式，也更加容易掌握整個工藝流程。

三、小結

通過幾個學期對連鑄仿真模擬系統的應用，筆者總結出其具有以下幾點優勢：

第一，冶金專業學生下廠實習困難，動手能力得不到鍛煉，采用該系統后可以彌補這方面的不足。

第二，該系統是對現場實際生產狀況的一個模擬。學生在動手操作時有身臨其境的感覺，對知識的掌握也更容易些，同時也極大提高了學生的學習興趣。

第三，在成績考核方面用報表中的數據反映更具體。學生能夠及時準確地發現操作不當的位置，加深印象。

（作者單位：青海省冶金工業技工學校）