浅谈连续铸钢仿真模拟系统在专业课教学中的应用

夏胤迟

摘 要：本文介绍了连续铸钢仿真模拟系统在专业课教学中的应用，包括生产设备介绍、生产工艺流程介绍及动手操作、成绩考核。该套系统的使用对专业课教学起到了较好的促进作用。

关键词：连续铸钢仿真模拟系统 生产设备 生产工艺 成绩考核

青海省冶金工业技工学校在2010年引进炼钢生产虚拟仿真实训系统。该系统可对炼钢的生产过程进行模拟演示。通过在专业课教学中应用该系统，教师可以结合演示生产过程组织教学。学生边做边学，提高学习兴趣，能够取得较好的学习效果。

一、连续铸钢仿真模拟系統简介

炼钢仿真模拟系统由铁水预处理、转炉炼钢、炉外精炼及连铸四部分组成。连铸系统主要由两个操作画面组成，分别为连铸机主操作画面、连铸机监控操作画面。

二、连续铸钢仿真模拟系统在教学中的应用

1.介绍生产设备

连铸的生产设备种类多、结构复杂，如果单凭教师的课堂讲解和少量的插图，学生很难有较深的感官认识。仿真模拟系统的模拟画面采用三维动画的形式，模拟显示出连铸的生产设备，如钢包运载装置、中间包、结晶器、结晶器振动装置、引锭装置、切割装备、铸坯导向和二次冷却装置、拉坯矫直装置等。教师在进行专业课教学时采用这套系统，就可以边讲解边演示，非常形象生动，例如教师在介绍回转台时，可以通过操作模拟演示大包台的升降、旋转，进而介绍回转的类型、结构组成及使用。学生在学习的时候，可以形成较深的感性认识，有助于对专业知识的掌握，如图1。

2.介绍生产工艺并动手进行生产操作

冶金过程是一个复杂的工艺过程，工艺程序多，危险因素较多。学生在实习过程中无法亲自操作设备，也难以把握整个流程。专业课的教学往往很枯燥，不形象不具体。学生只是记住了一些概念，对具体的操作过程还是很陌生。仿真模拟系统可以演示出整个连铸的生产过程，同时学生可以动手进行练习。练习步骤如下：

（1）系统检查。浇注前的准备是连铸生产过程中的重要环节，是确保连铸工艺操作顺利进行和保证铸坯质量的前提条件。学生首先要将引锭杆送至结晶器底部，做好封堵引锭操作；其次做好钢包准备，及时下降大包盖，做好保温，旋转大包台至滑动水口处，运送中间包，安装注水口，做好结晶器的检查；最后做好二冷区及其他设备的检查。操作过程中如果位置不到位或未安装好，系统均会给出提示“操作不当”，同时会在报表中显示出都做了哪些检查和准备。

（2）浇注操作。此环节重点是做好拉坯速度的控制。学生首先打开滑动水口，钢液流入中间包内。当页面高度达到40%时，就可以进行中间包开浇操作，设定好流量，等结晶器钢液面高度达到85%时设置浇注速度，拉矫机构启动。起步时间非常短暂，要控制好拉速。此时由于流量、拉速控制不当，较容易造成开浇漏钢，结晶器溢钢。当进行多炉浇注时，要观察大包中的钢液，进行换钢包操作。图2为整体操作画面图。

3.对学生进行考核

教师可以采用连铸模拟仿真系统来对学生进行考核。在该系统中每完成一次操作，都会给出一个成绩报表，报表中详细记录下操作的各个细节，包括结晶器保护渣参数、流速曲线、钢包温度曲线，大包台、中间包是否到达限位，各时段的流速具体值、各时段大包的具体温度。教师可以根据这些数据对学生的动手操作能力进行评价，以此作为期末成绩考核的一部分。经过几个学期的实践，学生表示乐于接受这种教学和考核方式，也更加容易掌握整个工艺流程。

三、小结

通过几个学期对连铸仿真模拟系统的应用，笔者总结出其具有以下几点优势：

第一，冶金专业学生下厂实习困难，动手能力得不到锻炼，采用该系统后可以弥补这方面的不足。

第二，该系统是对现场实际生产状况的一个模拟。学生在动手操作时有身临其境的感觉，对知识的掌握也更容易些，同时也极大提高了学生的学习兴趣。

第三，在成绩考核方面用报表中的数据反映更具体。学生能够及时准确地发现操作不当的位置，加深印象。

（作者单位：青海省冶金工业技工学校）