基于钢铁大学网站的钢铁专业人才培训新理念初探
时间：2021-01-29 12:03:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】本文向读者介绍了互动性良好的免费网上学习平台——钢铁大学网站及其主要仿真模块，列举了历年挑战赛和钢铁企业、高校对该资源的利用情况，试图向广大企业和高校学生推荐并有效利用该资源。
【关键词】钢铁大学，虚拟炼钢，仿真，培训
一、引言
目前，在世界钢铁行业激烈竞争，新技术、新产品竞相问世的背景下，钢铁企业需要花费大量的时间和财力培训理论知识和实践经验不足的新员工。高校需要对钢铁相关专业学生进行实训又苦于无顶岗实习机会，因此精通现场经验成为高校大学生的软肋。降低钢铁企业的培训成本、提高实际效果、解决钢铁行业人才培养和再教育资源和高校学生实训问题成为行业可持续发展亟待解决的焦点问题。
世界钢铁协会与其会员共同创立的钢铁大学网站（steeluniversity.org）就是为了满足上述要求应运而生的一个可以免费使用，能赢得奖励的网上资源平台，它提供了研究和应用在钢的生产和使用过程中所用原理的机会，高校教师、学生、钢铁行业员工及其培训对象可以用来进行自动或者直接的学习达到将理论与实践相结合。世界钢铁协会希望钢铁大学网站能激发学生们对钢的价值和奇妙性的认识、钢对世界可持续性带来的机会、钢铁行业的培训和职业所带来的机会。目前国外有韩国浦项、塔塔等知名公司，国内有宝钢、鞍钢、首钢等众多大企业和部分高校加入到资源的利用中来，本文通过对该网站的介绍试图引起更多中小企业和高校关注这种培训新理念，并很好的利用此资源。
二、钢铁大学网站平台
钢铁大学网站内容涵盖从钢铁生产、产品、钢的应用和回收等各个方面，它通过一系列灵活的、涉及炼钢生产的游戏般的模拟研究和应用在钢的生产和使用过程中所用基本的科学知识、冶金和工程原理、热力学和动力学原理等。该网站现提供包括中文简体和繁体两种文字在内的8种译文版本可供不同需要的人群选择。相邻部分的有关主题提供了链接。
1网站特征靓点
虚拟钢厂是该网站的特征之一，使用者可以控制它的各种工艺和测试活动，目前，网站可以提供的模拟活动有虚拟钢厂、碱性氧气炼钢、电炉、二次精炼、连铸、抗拉强度测试、硬度测试 、夏比冲击韧性测试、厚钢板的取样和测试、设计和生产高强度钢。
该网站的特征之二是它的电子学习模块（e-learning），此部分也是网站极具价值的核心部分，它可分为4大模块：钢铁应用，炼钢过程（钢的加工），钢铁冶金和可持续性，在4大模块下面又细分为一系列小模块。
该网站的特征之三是挑战赛，为了推广该网站，自2005年开始，每年11月钢铁大学网站都会举行一次虚拟炼钢大赛。个人或团队均可参赛，参赛者在持续的24小时内可以不计次数地进行尝试，利用该网站一个或多个虚拟的工艺生产一种特别为该比赛准备的新钢种，目标是以总成本最低生产所需的钢种。它吸引了世界各地的选手参加，参赛人数有逐年增加的趋势。
2炼钢过程仿真模块
1）高炉（BF）模拟。高炉是现代炼铁生产的主要途径，主要目的是为转炉炼钢提供质量合格的铁水原料。高炉使用铁矿石为含铁原料、焦炭和粉煤为还原剂、石灰或石灰石为造渣剂。本模拟的目标是通过选择合适的原材料（矿石、燃料、造渣剂）、并为这些原料设定合适的装入比例，生产统计数据和装料速度，优化高炉生产铁水的过程以获得目标铁水。然后进行质量平衡、热平衡和其它工艺指标的评价使铁水成本最低。模拟可以生产铸造生铁和炼钢生铁等两种不同类型的生铁，共提供4个界面用于输入与高炉生产条件相关的数据：1）原材料成分，2）生产设定，3）装料比例，4）生产环境参数。当所有的设定都完成后鱼雷车被激活，点击它会弹出仿真结果屏幕。
2）转炉（BOS）模拟。转炉炼钢是将铁水炼成钢水的炼钢过程，通过向熔池供养发生氧化反应降低熔池中的碳含量，并进行脱硫、脱磷操作。此模拟目的是通过操作，向熔池供氧和加入必要的辅助料来处理铁水，在规定的时间内将成分和温度合格的钢水倒入钢包内。在模拟开始，动画显示起先加入炉内的废钢和熔剂如石灰和白云石（依据用户选择而定）。固体料加入完毕，将铁水罐中的铁水兑入转炉内冶炼，冶炼完毕将钢水出至钢包中，随着总结画面的出现，表示模拟结束。该模拟设置了大学生水平和钢厂技术人员水平两种，目标钢种分为：普通建筑用钢、TiNb超低碳钢、管线钢、工程用钢等4种。模拟之前要做好计划，首先是完成热平衡和物料平衡的计算以决定铁水、废钢、铁矿石、渣料的用量和铁水脱碳到目标碳含量及升温到出钢温度所需的总氧量。
3）电炉（EAF）模拟。模拟电炉冶炼的目的是通过选择和熔化废钢及原料，在规定的时间内，使钢液达到所选择钢种的目标成分及温度。目标钢种同转炉完全一样。EAF 模拟包括三个可视阶段，在前两个阶段，为模拟冶炼的钢种选择原材料，第三个和最后模拟阶段，熔化原材料并向目标成分冶炼钢液。模拟开始选择废钢非常关键，有10种废钢可选。
4）二次精炼模拟。本模拟将从转炉开始管理一包钢水，并且要在一定的时间内以合适的成份，温度和一定的夹杂物含量（纯净度）运送到合适的铸机。要求以最小的成本来完成这个模拟。有四种不同的钢种以供选择，每个钢种都需要不同的冶炼工艺。除普通建筑用钢、TiNb超低碳（ULC） 汽车面板用钢、管线钢、热处理中碳CrMo工程用钢外，还可以自己定义钢种。为了冶炼出目标钢种，你必须以加入合金和精炼渣，搅拌，真空脱气和再加热为基础做出一系列决定。加入的先后顺序，时间和多少以及搅拌，脱气和加热的操作决定能否最终完成这个模拟。在模拟的最后，用户将得到钢水成份、温度、夹杂物含量水平以及到达连铸的时间是否在指定的范围之内，并且得到总成本。
5）连铸模拟。本模拟的目标是成功地连续浇铸3包钢水，但必须满足特定的表面质量、内部质量和夹杂物的标准。使用3种不同类型的连铸机（板坯、大方坯和小方坯连铸机）可生产4种不同的钢种。首要的是选择好目标拉速，使浇铸的产品能满足所有的质量标准。其次，结晶器振动参数的设置对于获得良好表面质量的产品至关重要。最后，钢液温度和第2包、第3包钢液的到达时间也需要相应作好计划。
