钢铁生产虚拟仿真在冶金工程专业实践教学中的应用与探讨
摘 要 介绍了钢铁生产虚拟仿真实训在冶金工程专业实践教学中的作用及必要性，对如何利用虚拟仿真来巩固学生所学专业理论、提高专业技能等进行了探讨。结合虚拟仿真与专业课程教学，在提高学生实践技能的同时激发其创新思维，培养兼具扎实理论基础和丰富实践技能的创新实践型复合人才。
关键词 钢铁生产 虚拟仿真 实践教学 冶金工程
中图分类号：G64 文献标识码：A
冶金工程专业本科教学的目标是培养具有较扎实专业基础理论和专业知识，能够在钢铁冶金、有色金属冶金及冶金与材料物理化学和化工技术领域从事产品开发及工艺设计、技术开发、科学研究等方面工作的高级工程技术人才。然而，在目前的冶金专业本科教学中，大多数高等院校往往注重于理论课程，而在实践教学环节略显单薄。尽管各学校均安排有认识实习和生产实习等环节，但由于冶金行业的特殊性（如高温、设备庞大等），实习企业考虑到安全生产等因素，学生在实习现场并不能很好地了解冶金设备的结构及具体冶炼生产流程，更不能进行实际操作，其实践技能难以得到提高。因此，如何培养学生的专业实践技能一直是困扰冶金教育工作者的难题。据此，本院引进全套钢铁生产虚拟仿真实训平台，筹建了校内仿真实训基地，让学生在生产实习前进行仿真实训，学生可在虚拟环境中亲自控制冶炼过程，从而巩固专业知识和提升实践技能。
1校内仿真实训基地简介
校内仿真实训基地由钢铁冶炼厂沙盘模型、钢铁生产虚拟仿真系统和实操系统三部分组成。其中沙盘模型以国内某大型钢铁厂为原型，可让学生了解钢铁冶炼厂的全貌、车间布置及主要设备的结构。钢铁生产虚拟仿真系统是结合图像、动画、声音及互动视景设备等对钢铁冶炼的工艺流程、现场操作过程及主要冶炼设备进行虚拟仿真，该仿真系统包含钢铁冶金的全流程，如炼铁、炼钢和轧钢等。炼铁仿真系统由槽下配料、炉顶布料、高炉本体、热风炉鼓风、炉前等仿真模块组成；炼钢仿真系统包含铁水预处理、转炉炼钢、LF精炼和连铸等仿真模块；而轧钢仿真系统则由加热炉、粗轧、精轧、剪切、矫直、层流冷却、堆垛、冷床等仿真模块组成。仿真系统操作界面包含操作监控页面、规程输入页面和状态显示页面，在仿真实训时，学生通过监控和规程输入界面实时控制冶炼过程，相应冶炼场景实时显示。此外，该系统还包含3D环游程序，该程序基于实际生产场景，可让学生以第一人称视角全方位、多角度地在工厂、车间内以及设备前行走与观...
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