冶金工程本科生-煉鋼生產(chǎn)實訓(xùn)仿真實驗講義

1、煉鋼生產(chǎn)實訓(xùn)仿真實驗、實驗?zāi)康呐c要求我過是一個鋼鐵大國， 而煉鋼過程又是一個復(fù)雜的操作控制過程。目前我國鋼鐵企業(yè)煉鋼過程主要以手動操作為主，但是由于受設(shè)備、場地、經(jīng)費等硬件的限制，許多現(xiàn)場培訓(xùn)都無法進行， 而且真實操作往往會帶來各種危險。 因此， 通過仿真實訓(xùn)，使學(xué)生置虛擬環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的實驗。 通過利用虛擬煉鋼系統(tǒng)， 學(xué)生足不出戶便可以做各種操作，獲得與真實一樣的體會。通過該實驗要求學(xué)生掌握：1.熟悉煉鋼過程工藝流程；2.掌握鐵水預(yù)處理操作技能；3.掌握轉(zhuǎn)爐操作技能；4.掌握 LF 精煉爐操作技能；5.掌握連鑄操作技能。二、實驗原理仿真虛擬現(xiàn)實是綜合利用計算機圖形學(xué)、光電成像

2、技術(shù)、傳感技術(shù)、計算機仿真、人工 智能等多種技術(shù)，創(chuàng)建一個逼真的、具有視、聽、觸、嗅、味等多種感知的計算機系統(tǒng)。人 們借助各種交互設(shè)備沉浸于虛擬環(huán)境之中， 與虛擬環(huán)境中的實體進行交互， 產(chǎn)生等同于真實 物理環(huán)境的體驗和感受。近年來，在虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)上又發(fā)展出增強現(xiàn)實（或稱混合現(xiàn)實） 技術(shù)，通過跟蹤用戶的位置和姿態(tài)， 把計算機生成的虛擬物體或其它信息準確地疊加到真實 場景的制定位置，實現(xiàn)虛實結(jié)合、實時互動的新體驗。三、系統(tǒng)功能及特性簡1. 煉鋼生產(chǎn)仿真實訓(xùn)系統(tǒng)配合聲音、圖像、 動畫及互動視景設(shè)備， 培養(yǎng)學(xué)員在實際操作轉(zhuǎn)爐前， 熟練掌握轉(zhuǎn)爐操作技能及熟悉鐵水預(yù)處理工藝流程。通過反復(fù)練習(xí)鐵水預(yù)處理模

3、擬操作， 縮短了培訓(xùn)時間， 從而有效的彌補了真機無法真實操作、 實際操作鐵水預(yù)處理時容易出現(xiàn)事故等缺陷，達到熟能生巧的目的，提高了培訓(xùn)效率。2. 利用煉鋼生產(chǎn)仿真實訓(xùn)系統(tǒng)， 根據(jù)所要培訓(xùn)的內(nèi)容進行相應(yīng)的虛擬處理，學(xué)生無論是在知識學(xué)習(xí)、 能力創(chuàng)新，還是在經(jīng)驗積累、 技能訓(xùn)練等都可收到意想不到的效果。在知識學(xué)習(xí)方面， 它可以再現(xiàn)實際工作中無法觀察到的設(shè)備現(xiàn)象或設(shè)備動作的變化過程，為學(xué)生提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料， 幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的知識難點， 使抽象的概念、理論直觀化和形象化。在能力創(chuàng)新方面，煉鋼生產(chǎn)仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，可以對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所提出的 各種假設(shè)模型進行虛擬， 通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀

4、察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果, 利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在經(jīng)驗積累方面，可以建立各種虛擬實驗室, 自由地做各種實驗，反復(fù)觀察各種現(xiàn)象，思索其產(chǎn)生的機理，探索不同條件下的實驗結(jié)果與條件變化的規(guī)律性， 增強感性認識并加以訓(xùn)練上升到理論認識。在技能訓(xùn)練方面，煉鋼生產(chǎn)全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，可以使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色, 境中去，親手”練一練、親口 ”說一說等做各種各樣的技能訓(xùn)練，例如電器維修技能、設(shè)備操作技能等。虛擬技能的訓(xùn)練系統(tǒng)沒有任何危險，可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作 技能為止。三、實驗設(shè)備1.Oracle數(shù)據(jù)庫文件;2.Oracle客戶端軟件

5、;3.煉鋼服務(wù)器;4.煉鋼生產(chǎn)仿真實訓(xùn)系統(tǒng);5.加密狗驅(qū)動;6.煉鋼生產(chǎn)仿真操作;7.三維教案平臺;魚雷罐車進（轉(zhuǎn)到虛四、實驗步驟:1鐵水預(yù)處理實訓(xùn) 1.1登錄雙擊可執(zhí)行程序的圖標或者右擊鼠標點擊打開”可以啟動本系統(tǒng)。輸入正確的學(xué)號或 姓名、密碼進入本程序。1.2攪拌前的準備工作確認虛擬界面已連接，點擊【系統(tǒng)檢查】按鈕，進行系統(tǒng)檢查，依次將擬界面觀看轉(zhuǎn)換視角看是否進站），點下方【前進】J按鈕，將鐵水罐進站，左下角站” 倒鐵水” 進預(yù)處理站”下降煙罩下降上升停止，分別加艸氏蠶度a足闿0ffl 撮捋蟲處s實標竝1T.4omin ffitftfM實蓉tt0JainH樣頭連度實麻0JtnsMrnttd

6、下降I上升停止下降電動溜槽設(shè)定攪拌頭的高度（3M左右）、攪拌時間（7.5左右）、攪拌速度（85至90左右）、門檻值（55左右），進行脫硫劑備料|r動喪定口動計算洛訂認怎善#掃（脫硫劑設(shè)定值967左右，脫硫劑備料操作設(shè)定值1000左右），后點擊備料旦、按鈕開始備料。1.3攪拌操作下降攪拌頭至鐵水液面Zi2 T【開始】按鈕，進行攪拌,調(diào)節(jié)攪拌速度到鐵水脫硫工藝流程”界面從下往上依次打開助吹閥I匣回，使攪拌充分發(fā)揮作用，當攪拌速度超過門檻值時，、底吹閥匝國、流態(tài)閥迥罠#養(yǎng)|, - r 斗 $更因、壓送閥匣畫進行送料。下料將結(jié)束時，應(yīng)提高轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)。投完料后，按與開閥相反的順序關(guān)閉各閥門，提起溜槽。1

7、.4扒渣操作等攪拌時間實際值拌時間設(shè)定值_丘in時崗屢_! u 莎矗j 時設(shè)定麗頭宵價遺底值i0 G攪拌頭高度到7m，點擊攪拌頭高速升。點 旦！Hl【傾翻】按鈕，將鐵水罐傾翻后點【扒渣開始】按鈕，開始進行扒渣，虛擬界面轉(zhuǎn)換角度，鋼水表面基本沒有灰色 物質(zhì)，扒渣結(jié)束，當扒完渣后，可點【扒渣結(jié)束】按鈕，結(jié)束扒渣，點【復(fù)位】按鈕，使鐵 水罐復(fù)位。1.5送至轉(zhuǎn)爐操作點【送至轉(zhuǎn)爐】按鈕，將鐵水罐后退出站，將攪拌后的鋼包送至轉(zhuǎn)爐，送至轉(zhuǎn)爐后彈出 成分報告，本爐次就結(jié)束了。2、轉(zhuǎn)爐操作實訓(xùn) 2.1登錄雙擊可執(zhí)行程序的圖標或者右擊鼠標點擊打開”可以啟動本系統(tǒng)。輸入正確的學(xué)號或 姓名、密碼進入本程序。144t，

8、輕廢鋼 6t,2.2準備工作確認虛擬界面已連接，點擊【初始化操作】按鈕，鐵水重量調(diào)整為 重廢鋼10t，鐵水成分： C： 4.6，Si: 0.5，Mn: 0.55，P: 0.04，鐵水溫度：1300,對其進行初始化，指定到裝料側(cè)操作狀態(tài)，將爐子搖到加料位，分別點擊【加廢鋼】（爐子角度50 55之間）、【加鐵水】（爐子角度在40 75之間），將廢鋼和鐵水加入到爐子中。加完料后再爐子搖回零位。設(shè)定好槍位，稱量好第一批要加入的料。 關(guān)閉擋火門，下降煙罩，準備好吹煉。槍位設(shè)定（160裝入量，不同的裝入量，槍位值要求不同）前期平均槍位在1850到2000，均為合理，每偏離這個范圍50扣0.5分。中期槍位不

9、可低于1700,不能高于2300,出現(xiàn)扣1分，后期槍位不可高于 1700,不可低于1100,低于1100容易化槍，高于1700拉碳不準，出現(xiàn)扣 1分。開始吹氧后1分鐘吹氧后1.5分鐘吹氧后2分鐘吹氧后六分鐘吹氧后十二分鐘240022002000180017001200加料設(shè)定:時間石灰2鐵磯土石灰1鎂球鐵礦石白厶石開始250002500150010001000七分鐘1000300500030000之后看溫度和 C的情況進行添加，一般加入石灰和鐵礦石兩種，加入的多相應(yīng)的成本也就 高。2.3吹煉操作點【啟動】按鈕，開始降槍，當槍超過開閉氧點后，開始進行吹氧，點【投入】按鈕,將稱好的料投入進去，可在

10、吹煉過程點【測溫取樣】按鈕，取下樣，根據(jù)原成分與目標成分 加入相應(yīng)的料，或是提、降槍。吹煉一段時間后，等達到目標成分后，可進行提槍，提到開 閉氧點以上，關(guān)閉氧開氧點，最后點【吹煉結(jié)束】按鈕，結(jié)束吹煉。2.4 出鋼、出渣操作切換到出鋼操作狀態(tài), 將鋼包車開進站, 搖爐至出鋼工位, 可根據(jù)最終的吹煉成分與目 標成分的差距，加入相應(yīng)的合金，出鋼完成后，將鋼包車出站，爐子搖回零位。點【濺渣護爐】按鈕，降低槍位到開閉氧點，進行吹氮操作，當吹一段時間后，切換到 出渣操作狀態(tài)，將渣包車開進站，爐子搖到出渣工位，開始進行出渣，出渣結(jié)束后，將渣包 車開出站，爐子搖回零位。2.5 爐次結(jié)束操作點【爐次結(jié)束】按鈕，

11、會彈出成分報告，本爐次就結(jié)束了，可進入到下一爐次的操作。3、LF 精煉爐操作實訓(xùn) 3.1 登錄雙擊可執(zhí)行程序的圖標或者右擊鼠標點擊 “打開” ,可以啟動本系統(tǒng)。 輸入正確的學(xué)號或 姓名、密碼進入本程序。3.2 加熱前的準備工作確認虛擬界面已連接，點擊【系統(tǒng)檢查】按鈕，進行系統(tǒng)檢查，檢查完畢，點擊【初始化操作】按鈕，對其進行初始化，轉(zhuǎn)到鋼包車F1T界面，再指定要加熱的鋼包，將鋼包吊 到鋼包車上,點擊【接 Ar 管】按鈕,將 Ar 管接上,（隨便）設(shè)定氬氣流量 （按鈕分別代表 10、20、40、80、160、320），選擇 “手動 ”打開兩個氬氣閥，開始吹氬，點擊【加碳粉】按 鈕,加入幾包碳粉,

12、點【鋼包車】 按鈕, 切換到鋼包車行走操作對話框, 點【加熱方向啟動】 按鈕，將指定的鋼包開到加熱工作，將鋼包運到加熱工位。在上方選擇聯(lián)動方式，點【下降】按鈕，將所有電機進行下降，準備加熱，點【爐蓋下 降】按鈕,下降爐罩,設(shè)定好變壓器檔位（ 1-13 個檔位隨便選擇） 、弧流（ 55）、時間設(shè)定10 分鐘），切換到合閘方式，準備加熱。喂絲速度設(shè)為 100，點【喂絲開始】按鈕，開始進行喂絲。按鈕，對其成分及溫度進行取樣，可3.3 加熱操作 點【加熱】按鈕,進行加熱操作,點【測溫取樣】根據(jù)目標成分及原始成分，加入相應(yīng)的料，切換到加料F2”界面，加石灰300,點擊1組半200,點擊 3 組半開倉振,

13、點擊投入,點開倉振，螢石 400，點擊 2 組半開倉振，高談錳鐵擊1#、2#、3#稱量啟動，掌握好加熱時間。3.4爐次結(jié)束操作等加熱結(jié)束后，點【結(jié)束】按鈕，將電極上升、煙罩上升，點【爐次結(jié)束】按鈕，會彈 出成分報告，本爐次就結(jié)束了，可進入到下一爐次的操作。4、連鑄操作實訓(xùn) 4.1登錄雙擊可執(zhí)行程序的圖標或者右擊鼠標點擊打開”可以啟動本系統(tǒng)。輸入正確的學(xué)號或 姓名、密碼進入本程序。4.2準備工作確認虛擬界面已連接，打開連鑄機動態(tài)輕壓下仿真系統(tǒng)，點擊【系統(tǒng)檢查】按鈕，進行 系統(tǒng)檢查，檢查完畢，點擊【送引錠】按鈕，先將引錠桿送過去。切換到監(jiān)控畫面中，分別 將兩個大包臺上升到上限位， 再將中包移動到工

14、作位上， 將中包上升到位，把中包水口裝上, 再下降到澆鑄位。將大包臺進行旋轉(zhuǎn)，將帶有鋼包的包臂旋轉(zhuǎn)到工作位，下降包蓋，將包蓋 進行旋轉(zhuǎn)，保證將大包蓋好，再把大包水口裝上。4.3開澆操作大包水口裝好后，下降大包臂， 就可設(shè)定大包的流量，打開大包的滑動水口了。可根據(jù)需要設(shè)定大包的流量。等中包中液面達到40%時，就可將中包開澆了，可根據(jù)需要設(shè)定中包的流量（注意出苗時間），等結(jié)晶器液面達到 85%時，就可將結(jié)晶器進行開澆操作了。4.4換包操作本程序模擬的是三包連澆的，當一包澆鑄完成后， 可進行換包操作， 先將下一包的鋼包裝到大包臺上，再進行旋轉(zhuǎn)操作，將已經(jīng)澆鑄完成的空的鋼包卸載掉，進行新一輪澆鑄操作。4.5連鑄結(jié)束當三包都澆鑄完成后， 會出現(xiàn)如下圖所示的提示， 點【是】按鈕，程序就退出了，點【否】按鈕，開始新的計劃。連鑄任務(wù)結(jié)束，星否退出？是:程序退出否：開始新的計劃JIJLIJLIJLIBLII否五、實驗數(shù)據(jù)處理:5.1鐵水預(yù)處理實訓(xùn)數(shù)據(jù)組 別鐵水溫 度(oC)鐵水重量脫硫前S含量()脫硫劑加入量(kg)加料后攪拌時間(min)脫硫后S含量()目標S含量(%)實際轉(zhuǎn)速(r/min )5.2轉(zhuǎn)爐操作實訓(xùn)數(shù)據(jù)組 別鐵水重量廢鋼重量1氧氣流量(m3/mi n)氬氣流量(m3/mi n)石灰加入量(kg)白云石加入量(kg)鐵礦石加入量(kg)螢石石加入量(