冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)代替企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐可行性研究

吳慶瑜+趙靜

摘要：近幾年鋼鐵企業(yè)效益下滑，各個(gè)鋼鐵企業(yè)逐漸精簡(jiǎn)人員，加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)管理，實(shí)習(xí)學(xué)生在廠動(dòng)手機(jī)會(huì)逐漸減少，尤其體現(xiàn)在國(guó)有企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生。冶金企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)安全事故無(wú)法完全解決；高技術(shù)高技能崗位實(shí)習(xí)不太理想；所以提出冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)代替企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐部分功能。

關(guān)鍵詞：煉鋼系統(tǒng)；冶金仿真模擬軟件；生產(chǎn)實(shí)習(xí)；實(shí)訓(xùn)效果評(píng)估

冶金工程專(zhuān)業(yè)課程涉及面廣、內(nèi)容抽象、實(shí)踐性強(qiáng)，傳統(tǒng)實(shí)習(xí)由于企業(yè)限制、輪崗難度大、實(shí)習(xí)費(fèi)用高、危險(xiǎn)性大等原因而無(wú)法深入、全面實(shí)習(xí)[1]，影響了生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果。

我院建設(shè)并完善冶金仿真系統(tǒng)硬件和軟件，購(gòu)買(mǎi)電腦、電腦桌、投影機(jī)、屏幕、學(xué)生椅子、空調(diào)及星科軟件系統(tǒng)等。冶金仿模擬真實(shí)訓(xùn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了親身參與實(shí)踐的情境，具有獲知、激趣、求真、循理等教育功能。

通過(guò)軟件仿真實(shí)訓(xùn)可以設(shè)置一些在真實(shí)崗位訓(xùn)練時(shí)無(wú)法設(shè)置的故障，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)付故障的能力。軟件仿真實(shí)訓(xùn)所特有的安全性也是仿真技術(shù)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。在鋼業(yè)方面，采用仿真實(shí)訓(xùn)代替校外實(shí)訓(xùn)可使安全危險(xiǎn)指數(shù)大大減少。

學(xué)生仿真模擬實(shí)訓(xùn)也適合了“河北省網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼大賽”，“全國(guó)有色金屬行業(yè)職業(yè)院校技能大賽”，“世界鋼鐵大學(xué)大賽”。

普通技術(shù)崗位的實(shí)踐動(dòng)手操作還是無(wú)法完全模擬，解決方案較為困難，但是軟件優(yōu)勢(shì)在于在企業(yè)學(xué)習(xí)較少的技術(shù)操作能夠呈現(xiàn)的較為完整，并且有老師時(shí)時(shí)指導(dǎo)。

第1章 鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀

自2008年至今，鋼鐵企業(yè)效益下滑，各個(gè)鋼鐵企業(yè)逐漸精簡(jiǎn)人員，加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)管理，實(shí)習(xí)學(xué)生在廠動(dòng)手機(jī)會(huì)逐漸減少，尤其體現(xiàn)在國(guó)有企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生。河鋼股份有限公司唐山分公司對(duì)自動(dòng)煉鋼、自動(dòng)澆鋼等技術(shù)的逐漸成熟，已經(jīng)在企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆鋼及穩(wěn)定全面推進(jìn)自動(dòng)煉鋼。

對(duì)于普通技術(shù)崗位，實(shí)習(xí)學(xué)生半個(gè)月基本能熟練頂崗，實(shí)習(xí)企業(yè)及互保師傅為了生產(chǎn)及降低勞動(dòng)強(qiáng)度不愿意讓學(xué)生輪崗，對(duì)于核心崗位實(shí)習(xí)學(xué)生實(shí)習(xí)效果較差，如煉鋼工、高爐工長(zhǎng)、連鑄澆鋼工（拉鋼工），因?yàn)楹诵膷徫慌囵B(yǎng)時(shí)間非常長(zhǎng)，如高爐工長(zhǎng)崗位培養(yǎng)一年才能勉強(qiáng)操作并不能單獨(dú)操作，只能做個(gè)副手，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間現(xiàn)基本為期一年，生產(chǎn)實(shí)習(xí)很難實(shí)現(xiàn)理想狀態(tài)的輪崗、頂崗和定崗。

所以冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)勢(shì)在必行，不僅在安全方面保證學(xué)生實(shí)習(xí)安全，而且還能在高技術(shù)、高技能崗位（合金工、煉鋼工、工長(zhǎng)）的學(xué)生得到明顯提高。

第2章 冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

2.1 冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)室硬件建設(shè)

我院投資53.2萬(wàn)元，建設(shè)并完善冶金、連鑄仿真模擬實(shí)訓(xùn)室和燒結(jié)、煉鐵模擬實(shí)訓(xùn)室，購(gòu)買(mǎi)30臺(tái)聯(lián)想啟天A7000一體機(jī)、6臺(tái)啟天M7150電腦，64臺(tái)聯(lián)想啟天M436E電腦，共100臺(tái)電腦，電腦桌54個(gè)，空調(diào)4臺(tái)，6臺(tái)投影機(jī)、6個(gè)投影幕布屏幕、電腦桌椅及電腦椅共129個(gè)音響、空調(diào)等。其中國(guó)家財(cái)政支持100萬(wàn)，院校又追加資金購(gòu)買(mǎi)了星科燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、連鑄軟件系統(tǒng)，并可以使用世界鋼鐵大學(xué)仿真模擬軟件[2]。

2.2 冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)室軟件系統(tǒng)建設(shè)

2.2.1燒結(jié)系統(tǒng)

可以實(shí)現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)的操作和監(jiān)控，系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)總貌畫(huà)面、上料系統(tǒng)（包括返礦系統(tǒng)）、配料系統(tǒng)、混料系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、鋪底料系統(tǒng)、高爐供料系統(tǒng)的操作畫(huà)面。

2.2.2煉鐵系統(tǒng)

1）槽下配料模塊

槽下總貌操作畫(huà)面由6條皮帶（主皮帶、供礦皮帶、返礦皮帶、焦丁皮帶、供焦皮帶、碎焦皮帶）、4個(gè)焦槽、12個(gè)礦槽（3雜、2球、1返、6燒）以及每個(gè)槽下的給料機(jī)、振動(dòng)篩構(gòu)成。槽下設(shè)定表主要設(shè)定三部分內(nèi)容。設(shè)定批次、設(shè)定礦石料重、設(shè)定焦炭料重。

2）爐頂布料模塊

爐頂總貌操作界面主要由上料罐、上料閘、上密封閥、下料罐、下料閘、下密封閥、旋轉(zhuǎn)布料器、料尺、均壓閥、放散閥構(gòu)成。高爐爐頂布料矩陣表主要設(shè)定四部分內(nèi)容。α角設(shè)定表、布料圈數(shù)、料線設(shè)定和α角傾動(dòng)方向。

3）高爐本體模塊

高爐本體是整個(gè)高爐煉鐵系統(tǒng)的核心。包括爐溫控制操作、高爐順行控制操作、高爐配料操作、休風(fēng)操作、復(fù)風(fēng)操作以及懸料處理操作等。

4）熱風(fēng)爐模塊

熱風(fēng)爐是高爐煉鐵的重要輔助部分。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為七個(gè)部分：熱風(fēng)爐燒爐—燜爐—送風(fēng)自動(dòng)工作模式、手動(dòng)換爐模式、手動(dòng)燒爐模式、休風(fēng)操作、復(fù)風(fēng)操作、停風(fēng)機(jī)操作、停煤氣操作等。

5）高爐爐前模塊

高爐爐前模塊主要由擺動(dòng)流嘴、開(kāi)口機(jī)、揭蓋機(jī)、泥炮四個(gè)重要設(shè)備組成。

2.2.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐煉鋼仿真操作控制模塊包括主操作界面、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制界面、氧槍操作界面、輔機(jī)操作界面、投料界面、一次除塵系統(tǒng)界面和監(jiān)控系統(tǒng)界面等。

2.2.4連鑄系統(tǒng)

連鑄仿真操作控制模塊主要包括主操作界面、二冷配水表操作畫(huà)面、事故回水操作畫(huà)面、軌道設(shè)備水操作畫(huà)面、連鑄機(jī)噴霧冷卻操作畫(huà)面、連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下系統(tǒng)等。

第3章冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)效果評(píng)估

學(xué)生在仿真模擬實(shí)訓(xùn)前期，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)好奇心比較重，求知欲強(qiáng)，并且由老師時(shí)時(shí)刻刻講解，學(xué)生學(xué)習(xí)氣氛表現(xiàn)好；在仿真模擬實(shí)訓(xùn)中期，學(xué)生對(duì)燒結(jié)、煉鐵、煉鋼和連鑄基本操作及基本原理已經(jīng)熟練掌握，但部分學(xué)生對(duì)對(duì)應(yīng)的數(shù)模關(guān)系還是不太理解，少部分學(xué)生表現(xiàn)出非常滿足，學(xué)習(xí)積極性有所下降，有部分學(xué)生表現(xiàn)出上廁所頻繁、上課聊天增多、甚至有極少數(shù)學(xué)生在電腦按照游戲。在仿真模擬實(shí)訓(xùn)后期，由于離考核時(shí)間較近并且選拔學(xué)生參加河北省、全國(guó)及世界鋼鐵大學(xué)模擬軟件大賽，學(xué)生學(xué)習(xí)氣氛最高。

學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中期每天用一課時(shí)時(shí)間進(jìn)行小組討論，小組長(zhǎng)填寫(xiě)討論結(jié)果，并且由實(shí)訓(xùn)老師審閱簽字，可以適當(dāng)提高學(xué)習(xí)氣氛。

在校學(xué)生實(shí)訓(xùn)完全解決了安全問(wèn)題如表1，并且通過(guò)學(xué)生比賽考核與企業(yè)職工技術(shù)比武考核對(duì)比，體現(xiàn)出學(xué)生以基本掌握了核心崗位技能知識(shí)如表2。

結(jié)束語(yǔ)

1）建設(shè)并完善冶金、連鑄仿真模擬實(shí)訓(xùn)室和燒結(jié)、煉鐵仿真模擬實(shí)訓(xùn)室。解決了冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)遇到的缺乏實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)習(xí)企業(yè)的難題。

3）替代了傳統(tǒng)輪崗生產(chǎn)實(shí)習(xí)：企業(yè)與學(xué)校不同，企業(yè)員工培訓(xùn)很少完整的工藝流程培訓(xùn)，而是針對(duì)重點(diǎn)崗位的重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行培訓(xùn)，但冶金仿真模擬能夠?qū)崿F(xiàn)完整工藝流程訓(xùn)練。

4）完全解決了高危鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)安全事故。

5）提高實(shí)習(xí)學(xué)生高技術(shù)高技能崗位理論實(shí)踐知識(shí)掌握：對(duì)于高爐崩料操作、連鑄操作、煉鋼操作等能夠熟練掌握。

6）冶金仿真模擬實(shí)訓(xùn)不能完全代替生產(chǎn)實(shí)習(xí)，因?yàn)槠胀夹g(shù)工種還需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)練，但可以減少了生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間。

此項(xiàng)目為河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究青年基金項(xiàng)目：QN2015337

參考文獻(xiàn)：

[1]申瑩瑩等.冶金工程專(zhuān)業(yè)虛擬實(shí)習(xí)及教學(xué)技術(shù)研究.學(xué)周刊，2015（03）：34.

[2]張芳等.“鋼鐵大學(xué)”網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在冶金工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用.中國(guó)冶金教學(xué)，2013（04）：46-48.endprint