冶金过程虚拟仿真实验

——转炉炼钢动态仿真实验项目

项目介绍

1）本实验项目根据“虚实结合”的理念，以学生为中心，利用网络客户端设备，将传统的实验教学从课堂搬到网络，激发学生学习专业知识的兴趣和积极性，使学生可以更充分更灵活的利用课余时间学习，同时，可以利用网络客户端设备实现随时随地的操作。

2）本实验项目通过将超实时仿真技术和相关网络化后的自有软件成果引入稀土串级萃取冶金过程实验，形成了转炉炼钢动态仿真实验这一教学方法。挖掘实验内容深度、扩大实验视野和时限能力，突破实验环境、设备、时间等条件限制、降低试剂耗量、提高安全性。

3）本实验项目为学生深入了解转炉炼钢过程中炉内成分分布变化情况，掌握转炉炼钢工艺参数对技术指标的影响规律及优化调整方法提供高效的教学手段。

4）本实验项目利用网络化教学，实现实验教学与理论教学合理衔接。将科技创新、实验教学改革成果融入实验教学内容，使实验教学内容更加丰富、涵盖更广泛。通过改革教材和讲义，产生显著的教学改革成果。

实验目的

本实验通过网络化利用已转化为教学手段的转炉炼钢实训动态仿真系统软件，对钢铁长流程工艺中最为重要的转炉工艺进行模拟，以探寻较优的工艺参数条件。本实验目的为：

1）培养学生自主设计转炉工艺试验方案的能力；

2）培养学生独立分析转炉炼钢过程相关问题的能力；

3）了解转炉炼钢的基本原理；

4）了解转炉炼钢过程物料以及热平衡的全过程。

系统介绍

系统基本原理：

转炉炼钢虚拟仿真实训系统基于计算机图形学、光电成像技术、传感技术、计算机仿真、人工智能等多种技术，创建一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的计算机系统。借助各种交互设备沉浸于虚拟环境之中，与虚拟环境中的实体进行交互，产生等同于真实物理环境的体验和感受。

系统功能简介：

该系统是一个离线实时模拟训练炼钢的仿真平台，采用了以计算机图形显示技术为核心的虚拟现实技术在计算机中生成逼真的虚拟环境，使学生通过必要的硬件装备自然地与虚拟环境中的客体进行交互，相互影响，产生亲临现场的感受和体验。学生置身于逼真的模拟炼钢生产环境中，通过向操作台发出各种控制信号来不断改变虚拟环境中一炉钢的炼钢状态，进而通过视觉观察相应的操作效果，实现交互式实时控制。在不影响实际生产的前提下达到了训练学生炼钢协调性和准确性的目的，极大地缩短了实训周期，弥补了在企业培训的局限性。

系统界面：

系统登录界面

转炉操作界面

炉况监控界面

除尘界面

钢包投料界面

系统特点：

1) 利用该系统可用来检验转炉炼钢工艺设计参数是否合理；

2) 对理论设计参数或现行工艺参数均可通过模拟分析，调整筛选来进一步优化，对企业降低生产成本，提高经济效益有重要意义；

3) 用该系统模拟转炉炼钢过程，可为制定合理的启动方案提供依据，并可了解掌握炼钢过程中有效成分变化过程，对冶炼过程所需的原料、造渣剂消耗做到心中有数，减少计划盲目性；

4) 用于生产过程，通过不同铁水成份、造渣剂质量等易变因素的实际波动情况进行模拟，可预先把握不同波动幅度对产品质量的影响速度和程度，指导如何合理、适时的调整参数，稳定冶炼过程，保证产品质量；

5）可用于炼钢工的实际操作培训，提高连刚功对炼钢设备故障排除操作和应急事故的处理能力。