時間：2024-01-15 14:54:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇冶金工程現狀，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：冶金工程；自動化；過程控制
1 冶金工程自動化技術分析
冶金生產企業采用計算機進行自動控制和管理。
1.1 過程控制
冶金企業生產過程自動控制系統由檢測儀表、程序控制器和過程計算機組成，能完成物料的跟蹤、設備狀態的監測和控制、工藝參數的監測和控制、操作指導、生產參數的記錄和打印報表以及其他輔助功能。
（1） 物料跟蹤
對爐料、鐵水、鋼坯等的分布情況、位置和速度進行跟蹤。物料跟蹤系統由檢測儀表和記錄裝置組成。例如在軋鋼廠中，板坯的跟蹤和檢測儀表系統由分布在整個軋制線的紅外檢測器組成，它們按區域劃分。高溫軋件在軋制線上的運動過程中，紅外線檢測儀表將測到的信號送往計算機，由計算機加以記錄并對每個軋件編號跟蹤，以便加以控制。
（2） 設備狀態的監測和控制
包括對位置、速度、流量、溫度等參數的監控，例如對高爐熱風爐的風量和溫度以及對軋鋼機壓下位置的控制等。通常由檢測機構、控制器和執行機構組成設備狀態的閉環控制系統。在冶金工廠中大多采用這類控制系統對爐窯、機械、電機等設備進行控制。
（3） 工藝參數的監測和控制
主要采用機械、電氣、物理的手段來控制產品的數量、尺寸、溫度、性能、成分等，例如高爐的布料控制、爐溫控制、連軋機的厚度控制、鋼板冷卻系統的溫度控制等。
（4） 操作指導
向操作人員顯示有關生產設備和產品的數據和信號，以便操作人員能正確地登記、管理和操作設備，控制產品質量和處理故障等。顯示裝置有大屏幕模擬盤和熒光屏顯示器等?，F代冶金工廠大多采用大屏幕顯示器進行操作指導。
（5） 記錄和報表
自動記錄生產過程的各種數據，包括工藝參數、生產數據、質量數據等，并自動打印生產報告書。
（6） 其他功能
采用自動編號裝置、自動方向顯示器和人工智能技術為儀表的記錄紙編號、自動顯示產品的去向、指導發運以及完成一些復雜操作等。
1.2 生產管理
冶金企業生產管理系統由中央計算機、若干臺過程管理計算機、幾百臺輸入輸出終端和通信系統組成，大部分終端裝置布置在整個生產的各個環節之中。從原料到高爐、煉鋼、軋鋼、一直到成品發運的各種信息可以及時通過這些終端、過程控制計算機和通信系統送到中央計算機和過程管理計算機的存儲器中。
同時管理人員通過設置在管理部門的終端將各種指令送到管理計算機，然后又可以送到各生產崗位。這種計算機生產管理信息系統，可及時地反映出整個大生產過程的千變萬化。
因而只要向計算機查詢就可以了解整個生產過程的實際情況和數據。通過計算機的統計分析、邏輯判斷、數學模型的計算和管理人員的指令又可反過來控制整個冶金工廠的生產。所以冶金企業生產管理系統可以把整個冶金企業的生產計劃、記錄、數據報表、財務核算、經濟分析、設備運行情況統一起來。它的主要功能是：管理產品合同；安排生產計劃和作業計劃；掌握資金庫存和流向以及設備運行和備件庫存情況；對生產進行最優化管理。
2 冶金工程自動化的發展現狀及存在的難點
2.1 發展現狀
近年來，我國的鋼鐵工業進入了快速發展期，同時冶金工業自動化已經有了較快的發展，出現了一些如寶山鋼鐵股份有限公司那樣具備世界先進自動化水平的鋼鐵企業，其他國內大中型鋼鐵公司也大都配備了自動化系統，各個工藝流程上不僅有先進的單機自動化系統，而且也有功能完善的管控一體化系統。自動化在保證冶金工業達到高效、優質、低耗、安全和環保等方面起到了很大作用。
在基礎控制和過程控制方面，國內新建或改建的一些高爐、轉爐、工業爐均采用了DCS和PLC，有的還配置了過程控制計算機。
在信息化方面，隨著鋼鐵企業管理水平的不斷提高，“信息化帶動工業化”已經成為冶金工業的共識。很多企業構建的融合了企業核心業務的企業信息網，成為企業生產經營的重要設施，為企業的信息化奠定了堅實的基礎。
2.2 存在的難點
（1） 基于數字模擬和仿真技術，實現冶金全流程動態分析、評估和精準設計。
（2） 綜合考慮生產效率、能耗物耗和環境指標的多目標實時優化。
（3） 產品指標、運行指標和控制指標協同的全面閉環控制。
（4） 數據驅動和知識驅動相結合的復雜過程建模和先進過程控制。
（5） 先進傳感技術和軟測量結合的關鍵工藝參數的在線連續測量。
（6） 綜合考慮物質流、能量流優化的先進能源管理和控制。
3 冶金工程自動化的發展趨勢及發展戰略
3.1 發展趨勢
我國冶金工程自動化技術在自動化技術和冶金行業的需求下，必將取得飛躍式發展。
（1） 在過程控制方面，將采用先進傳感器、光機電一體化技術和數據處理等技術對冶金工藝流程實施在線連續檢測。
（2） 在生產管理控制方面，一方面實現縱向信息集成，即管理一計劃一生產一控制；另一方面整合實時數據和關系數據庫，運用數據挖掘，為生產管理控制的決策提供依據。
（3） 在企業信息化方面，將逐步實現管控一體化，做到實時性能管理。
同時，我國在自動化方面將緊跟世界的發展趨勢，吸收和借鑒國外先進的自動化技術為我國的冶金行業服務。
3.2 發展戰略
進入二十一世紀，鋼鐵企業的發展將受到原礦、原料、能源，以及環境保護等方面的制約。特別是市場對鋼鐵產品的需求將會由原來的少品種大批量走向多品種小批量高質量高附加值的需求發展。因此，鋼鐵企業必須改變過去那種單純求規模、求噸位的發展模式，而轉向根據市場需求迅速組織生產，滿足用戶需要的市場化生產模式。這就要求鋼鐵企業加大科技投入，加速技術改造，促進科技進步，縮短產品改型換代周期，盡快滿足市場需求，向科技要效益，向時間要效益。要做到以下幾點：
（1） 加強產、學、研聯合
充分協調企業、高校、研究所的關系，建立長期的伙伴關系，提高科研成果的轉化率。積極自主創新，改變國外公司在核心技術方面的壟斷地位。
（2） 實現工業化和信息化的有機結合
鑒于國外經驗，先進工藝與自動化結合時，自動化技術要在前期進入到冶金過程設計中去。將信息技術與系統工程技術相結合，對操作工藝進行優化，提高技術性能指標。
（3） 把數學建模、專家經驗和可視化技術結合起來，實現鋼鐵冶煉、連鑄、軋鋼的過程優化。
（4） 企業應當關注直接還原和熔融還原等新型冶金流程對自動化技術的新需求，準確把握自動化技術的發展方向。
（5） 充分發揮技術管理員和質量管理體系的作用，用于開發新品種，提高產品質量。
（6） 面向市場，服務市場，在市場競爭中獲勝。
另外，企業也要關注原材料條件、能源的供應狀況、企業的管理水平、操作人員的素質等方面的情況，消除非技術因素造成的影響。
參考文獻：
[1]姚東元.冶金機械及自動化探析[J].科技創新與應用，2012.8.
關鍵詞：冶金工程；人才培養；專業人才
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.208
1 冶金工業在我國的發展
冶金工業的發展主要分布在鋼鐵和有色金屬上，在2009年對于冶金工業企業的統計中，中國占據500強的大概有70家所占到的比例約為14%。在這些集團中，寶鋼集團處在行業中的前端，處于第12位的名詞。鋼鐵工業對于國家經濟的發展有著重要的作用，中國礦產資源豐富，需要通過促進資源的貿易提高我國經濟的產量，鋼鐵工業所涉及到的面非常的廣，它牽涉到了國家經濟發展中的財政收入、國防建設等多個方面，鋼鐵工業對消費的拉動也非常之強。中國作為鋼鐵工業生產的重要大國，粗鋼產量甚至一直在全球保持第一的位置，但是我們也存在很多管理以及技術上的不足，我們雖然產量多但是卻無法做到鋼鐵強國的地位。而在有色金屬的領域，21世紀以來我國的發展態勢是非常迅速的。我國加大了對有色金屬技術的研究，并且不斷的改善產成的質量，將一些產能落后的生產線給淘汰掉，開發利用好相關的境外資源，才能擴大有色金屬的生產規模。2008年我國包括鋁、鉛在內的有色金屬的產量處于總共2520噸的數量，這樣的規模在全國的GDP中占據了將近1.9%的比例，也促進了冶金工業的人員的就業。
冶金工業是一種相對傳統的發展模式，在現在國家的發展趨勢中，不斷的往信息化以及城鎮化等方式前進，這些新技術的加入也讓冶金工業一直保持著基本的發展規模。新技術讓傳統的生產方式做到了根本性的轉變，一些相對落后的企業都會在這樣的情勢下被淘汰掉，并且也加快了企業與企業之間的資產重組，讓原先的發展方式得到了有效的改善，冶金工業很朝著產業結構優化的方向前進。在發展冶金工業的同時，加快對于冶金工程的教學建設，培養出適應社會發展的高素質人才，幫助提升冶金工業目前技術含量的提升，這是非常有必要的。
2 全國?？频脑O置情況
對于冶金專業的專科領域，我國相關的學校在專業的設置上有很大的新增態勢，并且在專業的設置上也大多會集中在冶金工程的專業[1]。幾乎每所學校在招生的數量上都會在60人以上，甚至有些學校會在100人以上。大規模的招生數量為冶金行業的發展輸入了大量的人才，并且也加深了人們對冶金工業的了解。特別是國家在實施新世紀的教育改革里，在國家特色專業的遴選上很多學校也表現除了不俗的實力，這對于我國冶金隊伍質量的提高有很大的幫助。
3 全國高校碩士研究生招生的情況
冶金工程的研究有大致三個方向，一種是對冶金新興的理論和方法的研究的物理化學方向，另外一種是對鋼鐵和有色金屬相關技術和工藝的提高進行深入的探討，第三種涉及到了能源與環境工程方面的提高。這三種幾乎涵蓋了冶金工程未來發展的主要方向，并且在院校的招生中，國內被授予教學的單位大概有31家，這些教學都使得冶金工程領域的人才被不斷的輸入。
4 一些思考
注重特色教育是我國在人才培養上的一個關鍵點，特色才是一個搞笑保持可持續發展的重要關注方向，無論是在民辦還是公辦的學校發展里，只要注重個體特色的培育必然會加大專業在社會中的競爭力。有特色的高校將會樹立比較好的形象，也促使著更多的額學生來報考相關股的專業。教學過程中學校需要加大對教學模式的改革和優化，盡可能的辦出特色的教育規模。冶金工業在中國的發展是有很大的影響力的，而特別是對高質量的相關專業人才更是缺乏，近幾年的發展中，我們可以看到無論是?？七€是研究生的學歷，都能實現在就業上的落實，幾乎達到了100%的水平。當然，我們都知道，一個專業教學模式的培養并不是一蹴而就的事情，我們需要打好學校的教學基礎，比如在師資力量的配置上，這些都需要學校在發展中注重培養的[2]。
鋼鐵和有色工業已經有了很大幅度的增長規模，因此，在這樣的基礎上，企業更需要的是對目前的工藝技術的改造，運用新型的信息技術來融入到建設中，將新的技術手段與傳統冶金技術想結合，盡快的調整生產結構，提高生產的質量的同時也要控制好資金的投入，以此為趨勢來增加鋼鐵行業在全國發展中的競爭力。冶金工業有著多年的發展經驗，用技術雖然能在一定程度上加快企業的發展進程，但是在速度上還是無法追上與高新技術的發展的。但是，冶金工業是中國國民經濟中重要的一環，它有著它存在的不可替代性。而終歸隨著加入WTO，更是對企業的發展提出了更多的要求。企業如果無法做到有效的生存，很容易會被來自世界范圍內的技術所淘汰掉。因此，冶金工業作為我國發展的重要部分，需要做好規范化控制來提高我國的綜合實力。我們必須明白，冶金工業的發展方向還是需要集中在運用新技術的手段來大力解放企業的生產力，因此，國家在人才的培養中更是不能松懈，只有讓更多的人才涌入的冶金領域中，才能為這個行業提供新的活力。
5 結語
目前冶金工業的人才特別是在技術上的應用型人才是非常匱乏的，這也是我國冶金專業高就業率的原因。國家的政策不斷的強調做好環境的保護措施，做好節能減排，但是在實際的生產中，必須主要到對冶金工業技術的投入才能讓產業得到根本性的轉變。目前企業對于人才的渴求是非常大的，因此在高校的培育中，加強自身的培育質量才能提高學生的綜合實力。學校要加大自身特色的建設，加大對學生實踐能力的培養才能讓其在激烈的競爭中獲得一定的優勢才能加大其就業的可能性。如果學校無法做到特色教育，即便目前市場人才需求多，也很難達到高就業的水平。因此，高校要在教育中積極的引導，利用學校的優勢盡可能的為企業提供高素質的人才，為國家在國際上的競爭增加軟實力。
參考文獻：
關鍵詞：冶金工程專業；大學生；學習能力；培養研究
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）28-0046-02
新時代不僅學校是學習的場地，社會也是學習的大課堂，因此，大學生的學習能力應作為高校教育質量的衡量指標。冶金類專業大學生的培養，不僅需要有對現有知識的接收能力，還需要具有對知識的收集歸納總結能力，并能運用現有的知識來解決實際的生產或工程問題。此外，冶金工程類專業的大學生還應有對新知識和新技術有較強的吸收、融合和創新能力，同時必須具有高效地利用所學來解決實際問題的能力和素質，以滿足社會發展的需求。
一、冶金工程專業大學生學習能力的培養的重要性及意義
本文以湖南工業大學冶金學院為研究對象，來探討冶金類專業學生的學習能力的培養。大學生進入社會進入工作崗位要快速適應環境必須具有較強的學習能力。冶金專業類人才除了要有對冶金相關的基礎理論扎實的基礎之外，還需要具有專業知識和技能，具有分析問題解決問題的能力，在不同的崗位上都具有較強的適應能力，才能滿足社會對冶金工程專業人才的需求。以湖南工業大學冶金學院為例，冶金工程分鋼鐵冶金和有色金屬冶金兩個方向，學生通過對冶金工程專業的基礎及專業理論、設備工藝以及實踐動手能力、環境保護及資源綜合利用等相關學習，并強化教學實踐環節以及對學習能力的培養。通過學習，本專業學生應具備以下能力。
1.知識的學習與應用能力。冶金專業的畢業生除具備數理和計算機方面工科專業的基礎和社會人文的學習和應用能力外，應重點地掌握冶金專業的學習和應用能力。同時很多的冶金方面新技術和新工藝都屬于交叉學科的領域，學生應及時了解與冶金方面相關的學科知識并能增強應用。除此之外還須具有終身學習的習慣，從而應對科學技術的迅速發展以及社會環境的不斷變化。
2.思維分析的能力。冶金專業的學生應具備比較強的思維判斷和分析能力。針對冶金生產和工程等實際方面的問題，首先能用獨立觀察和判斷能力、系統分析和綜合能力以及文獻檢索和利用能力剖析這些問題，再利用工程思維能力并遵照工程問題的規律來解決這些問題。
3.設計和實踐的能力。實踐是區分工程與科學的一個非常重要的手段，理論和實際相結合是評判一個大學生應用能力非常重要的標準。因此冶金專業的學生應具備冶金工程測驗的能力、設計規劃的能力、研究方案實施的能力和設備的操作維護能力以及計算機運用的能力。
4.創造創新能力。冶金工程所解決的是實際問題，其根本任務是將科學技術轉化為生產力，轉化的核心就是一種創新。創造和創新是現代冶金行業發展源動力。尤其是現在冶金行業處在市場、成本和環境多種壓力下，創新能力對冶金行業的發展顯得非常重要。冶金作為工程性非常強的專業，學生應該在一般創新方法的應用基礎上，樹立創新的新意識，磨煉創造性思維的能力，掌握創新方法和技巧，并應用在生產和設計實踐過程中，提升實踐創新的能力。
二、大學生學習能力培養的途徑
培養學生良好的學習能力是21世紀國家對教育的基本要求，也是高等院校對教學的核心要求。因此，學校、教師、學生應該完美配合，各盡其職，努力讓培養的每位學生都成為現代冶金行業的工程師。
1.學校通過完善管理來提升學生的學習能力。提升學生的學習能力需要高校教師和學生團結合作，其一，高校應盡可能為學生創造自學、思考、提出問題及解決問題的大環境；其次，學校應讓學生根據自己的學習興趣，在全校內選擇自己感興趣與愛好的選修課程，讓學生在積極、主動中完成學習；其三，應為學生創造良好的學習氛圍和科學研究氛圍，激發學生對科學和自學的熱情；其四，學校應該創造條件滿足學生進行科技活動的需要和必要的設備及科研項目，對科研有興趣的大學三年級學生可以加入教師科研課題組，協助教師做一些科研工作。
2.開展有關科目的學習競賽活動。學校應充分重視全國高校大學生的各類競賽，通過全國高校大學生的各類競賽，讓學生在主動競爭中找到自信，激發學生的學習興趣，提升學生的自主學習能力。學校應有計劃、有組織地安排英語口語競賽、數學競賽、工業設計、工業創新等競賽，同時更應鼓勵學生參加各類全國高校大學生科學競賽。
3.組織多種形式的實踐活動。學校應該積極從經費和精神上支持學生開展的社會性實踐活動。目前看在社會實踐中得到提高的學生僅占極少數。因此為了滿足大多數學生社會實踐的需求，學校可以采用各種方式：第一，學校有計劃地組織學生進行一些社會實踐活動；第二，在學校周圍進行社會實踐調查；第三，是學生回家選擇企業或農村進行社會實踐。這些社會實踐方式，都要充分尊重學生的實際需要，也要求學生寫一些有一定質量的調查研究報告，用來培養和提升學生的綜合素質。
三、理論課程中學習能力的培養
1.完善教學計劃，修訂人才培養方案結構。為加強基礎教學，大類的專業課程中物理化學、冶金原理課時都有所增加；為擴大學生的知識面與思維視野，增設了一些與實踐緊密結合的選修課。在專業理論教學過程中，著重講解冶金工藝的基礎性知識和生產控制中的規律。用工程案例教學法，引導學生應用所學知識解決生產和工程設計問題。在實踐教學過程中，引入相關多媒體課件、虛擬煉鋼等教學手段，訓練學生的工程設計能力和實踐能力。在撰寫畢業論文和創新學分的教學過程中，通過讓學生參與實際科研課題的研究，培養學生的思維判斷和分析能力以及表達交流能力。
2.重視專業課教學，實施工程案例教學法。湖南工業大學冶金工程特色專業建設以培養應用型人才為目標，遵守“一專和多能”的辦學理念，全面提升本科人才培養的質量，辦出本專業的特色。特別注重結合冶金專業的特點對核心專業的教學活動。在教學中引進工程案例的教學法，并將很多工程實踐研究成果編入到教案，用于相關專業課的教學，指導學生運用理論知識分析和解決實際生產問題的能力。在專業課講授中，需將專業基礎知識與生產實踐緊密結合，激發學生的學習興趣，培養冶金專業學生的工程實踐能力。
3.運用先進手段構建系統培訓平臺。面對目前實習教學中的困難，在企業生產中能獲得的生產實踐經驗越來越少，為加強學生工程實踐能力的提高，開發出先進的教學方法，組建冶金系統訓練的平臺，包括了：（1）開發模擬冶金的生產工序燒結―連鑄―軋鋼全流程方面的多媒體軟件，使學生獲得鋼鐵生產工藝中各工序的運轉原理和工藝參數及操作制度，引導學生帶著問題進入企業實習，增強實習的目的性和效果性，明顯提升了冶金工程專業學生的社會實踐效果。（2）用網絡虛擬煉鋼的系統，加強了學生冶金工程操作能力的培訓。國際鋼鐵大學網站提供了連鑄、熱軋、抗拉測試等10余個模擬的平臺，用戶可在模擬的平臺上進行相關生產方面的操作，系統會根據用戶們的操作過程計算出產品的成分、性能和成本。
4.實踐教學中學習能力的培養。實踐教學對于培養學生的分析問題、動手的能力和創新的能力有著積極的效果。通過教師的講解和學生的自主參與，積極引導和主動研究兩者的結合，用來培育具備學習能力和創新能力的新時代大學生。實踐課通過實踐教學拓寬了學生的知識面，深層次理解理論與實踐相結合。在實踐課程中，本專業的教師和生產一線的人員對設備和工藝進行詳盡介紹，對學生提出的疑問進行當場講解，在學生的頭腦中留下深刻的印象，也有利于學生的理解。
5.課余自學能力的培養。相對于被動的學習，自主性學習要求學生具備計劃性、主動性和預見性。大學生不僅要掌握學校教學的基本知識，更重要的是要具備自學能力。教師教學過程中，需以啟發式教學為導向，教導學生學習和思考，掌握科學高效的學習方法、思維方法，通過這些方法能夠讓學生在課余時間不斷地思考，帶著疑問去學習。同時學生應該在課余培養自己的興趣與愛好，激發自己的創造力，不斷地提高自己的能力。
四、總結
大學生對新事物具有極強的好奇心，具有極強的探索思想，對新事物的吸收能力也很強。因此，師生共同努力，繼續優化冶金專業人才培養的方案并積極實施，在具體實施過程中，繼續總結經驗和成果，讓理論和實踐積極結合，努力探索建設冶金工程特色專業的新思路、新模式和新機制，形成實施―優化―再實施―再優化的模式。相信我們培養的學生的學習能力一定會不斷提高。
參考文獻：
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關鍵詞 卓越工程師 冶金類專業 控制理論與控制工程 課程改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
蘇州大學沙鋼鋼鐵學院成立于2010年5月18日，是蘇州大學與世界500強企業江蘇沙鋼集團合作共建的蘇州大學二級公辦學院，是目前國內第一家校企合作創辦的新型鋼鐵學院。本文主要針對“卓越工程師教育培養計劃”的要求，論述冶金類專業控制理論與控制工程系列課程改革的思路與方案。
1 “卓越工程師教育培養計劃”提出的基本要求
“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》和《國家中長期人才發展規劃綱要》的重大改革項目，致力于面向工業界、面向世界、面向未來，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源優勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。①
“卓越工程師教育培養計劃”是推進我國高等工程教育改革，促進高等工程教育質量全面提升的重要舉措。②它從指導思想、培養目標、參與專業、培養標準、培養模式和師資隊伍等六個方面對我國高等工程教育進行了規劃。本文將從“卓越工程師教育培養計劃”的角度，分析沙鋼鋼鐵學院冶金類專業控制理論與控制工程系列課程現狀，探討相關課程建設的思路與方案。
2 控制理論與控制工程系列課程現狀
學院現有冶金工程一個本科專業，以及機械工程及自動化（冶金過程裝備及控制）和材料科學與工程（冶金過程自動化）等2個本科專業方向，開設的控制理論與控制工程系列課程包括：《熱工儀表與自動化》、《冶金過程檢測與儀表》、《高爐過程控制》等幾門課程。
目前國內冶金類專業的控制理論與控制工程系列課程通常由自動化專業課程簡單削減而成，體系不夠完整，針對性差，缺乏冶金行業背景?？刂评碚撆c控制工程系列實驗通常采用電路模擬分散的、個別的典型環節與系統，其結構簡單，難以模擬復雜的生產過程，與冶金工程實踐脫節較大，缺少針對冶金生產過程自動化的綜合性實驗，學生難以將自動化基礎知識與實際冶金生產聯系起來，實驗教學成效不顯著。
3 課程建設與改革
3.1 課程整合優化與更新
學院現開設控制理論與控制工程系列課程（熱工儀表與自動化、冶金過程檢測與儀表、高爐過程控制），由自動化專業課程簡單削減而成，體系不完整。但另一方面，“卓越工程師教育培養計劃”在工程人才培養模式上明確要求按現有學制培養工程人才，在增加企業學習的情況下，不增加學習時間，因此，冶金類專業就需要在有限的課時內，完成控制理論與控制工程基礎知識到實際應用的全部教學。
針對課時有限，又要保證課程體系完整的要求，將已有的三門課程，更改為過程控制與檢測技術，冶金過程控制，增加選修課程現代控制工程，并對課程內容進行優化調整。過程控制與檢測技術包括自動控制原理（比例-積分-微分控制）、系統辨識與濾波、過程建模與仿真以及冶金企業常用儀表及檢測技術，對于控制理論中較復雜且不常用的部分歸并到選修課程現代控制工程中，供學有余力的學生選修。冶金過程控制則覆蓋鋼鐵企業典型生產過程（高爐煉鐵，轉爐煉鋼，連鑄連軋等）的控制系統，并涉及部分有色冶金的典型過程控制系統，使學生能夠全面掌握冶金工業中常見的控制系統，縮小學校教學與實際應用的差距。
3.2 教學方法與手段改革
（1）課堂教學和實驗實習相結合。包括課程實習和畢業實習，通過生產一線的工程訓練，增加學生接觸社會的經歷。通過結合工程實際，使學生能夠理論聯系實際，通過實際應用加深對課堂學習知識的理解。并針對實際工程中遇到的問題，結合學習的理論知識，分析其原因，尋求解決方案。做到理論和實踐相互促進，共同發展，培養學生的工程創新能力。③
（2）學校教學與冶金工程實踐相結合。通過產學研合作，鼓勵學生參與教師科研項目及校園各種科技活動，營造濃厚的工程實踐氛圍。以社會需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術為主線，通過學校和企業的密切合作，統籌規劃學生校內學習和企業學習所應達到的培養目標，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力。
（3）實驗教學改革。改革實驗課教學體系，從根本上改變原有教學體系中驗證性實驗多，綜合性、設計性實驗少的狀況。④在加強基本操作技能訓練的基礎上，向以綜合性、設計性實驗為主，驗證性實驗為輔的方向發展，使實驗教學由被動模式轉變為主動模式，使學生掌握初步的科研設計方法，提高實驗的科技含量。⑤
（4）教材建設。綜合性實驗的開展離不開實驗指導書的支撐，由于針對冶金行業的綜合性實驗沒有現成材料借鑒，因此設計冶金專業綜合性實驗的同時，應同步編寫綜合性實驗指導書，確保綜合性實驗的教學效果。
4 總結
本文針對蘇州大學沙鋼鋼鐵學院現有專業控制理論與控制工程系列課程現狀，結合“卓越工程師教育培養計劃”的基本要求，從課程整合優化與更新、教學方法與手段改革以及教材建設等方面，對課程建設與改革的思路與方案進行了詳細的論述，為學院推進“卓越工程師教育培養計劃”打好了基礎。
注釋
① 韓廷斌.校企聯合，能力為重，踏上建設工程教育強國新征程——教育部“卓越工程師培養計劃”啟動會簡述.中國高等教育，2010.13：74.
② 劉建強.德國應用科學大學模式對實施“卓越工程師培養計劃”的啟示.中國高教研究，2010.6：51-52.
③ 張安富，劉興鳳.實施“卓越工程師教育培養計劃”的思考.高等工程教育研究，2010.4：56-59.
(桂林理工大學材料科學與工程學院，廣西 桂林 541004)
【摘 要】從《有色金屬冶金學》課程教學內容的調整, 教學手段的多樣化、課程實驗的設置及考試方法的改進等方面對該課程的教學改革進行了總結, 并對未來進一步改革提出了設想和建議。
關鍵詞 冶金學；教學改革；建議
Teaching Reform of “Non-ferrous metal Metallurgy” Curriculum
LI Yi-bing YU Liang LUO Kun
（School of Material science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China）
【Abstract】The teaching reform of “Non-ferrous metallurgy” course about the adjusting teaching content，diversification of teaching method, renewing the experiment and examination means of course is summarized in the paper. Some advice and imagine with further reform is suggest in the future.
【Key words】Metallurgy; Teaching reform; Suggestion
基金項目：廣西區冶金工程實驗教學模式創新研究與實踐（2014GJB152）。
作者簡介：李義兵(1973—)，男，湖南嘉禾人，博士研究生,教授級高工，研究方向為有色金屬冶煉。
1 課程簡介
《有色金屬冶金學》課程是桂林理工大學冶金工程方向和金屬材料方向專業的一門主修專業課，這門課程在其它院校一般細分為《重金屬冶金學》、《輕金屬冶金學》、《稀貴金屬冶金學》等[1]。教材內容主要由各種有色金屬冶金工藝學組成，其中每一種有色金屬冶金學內容包括前置概述部分，介紹該金屬元素的性質、資源稟賦、資源分布概況、化合物分類和性質、金屬主要用途和應用領域；后置內容主要以該金屬冶煉提取工藝原理和控制參數介紹，包括詳細工藝流程及各步驟、突出主要工序、重點設備構造和運行原理、工藝參數控制和操作實踐等知識。隨著科學技術的不斷發展進步, 冶金工業新技術也層出不窮，在教學過程中已發現，某些出版周期較久的教材, 內容過時陳舊, 新技術、新工藝涉及少。例如較典型的鉛冶煉工藝，現今查過好幾個版本的教科書和指導書，發現鉛冶煉工藝仍然以燒結焙燒-鼓風爐煉鉛的知識進行重點介紹，仍然統計為90%的粗鉛是采用該工藝生產；而實際情況是：近5年來我國鉛冶煉行業已經把燒結焙燒-鼓風爐煉鉛技術列入淘汰落后工藝技術目錄中，國內90%以上鉛冶煉企業均采用了直接煉鉛工藝。這表明教材內容更新節奏完全沒有趕上工業界技術革新步伐。面對此現狀，必須要求授課老師改進教學內容，與時俱進地與工業界發展態勢緊密聯系，在教材基礎上闡釋好原理或機理，緊密聯系工業發展的態勢，及時地把一些革新的技術、工業裝備介紹給學生，進一步改進教學方法來激發學生的學習興趣, 化被動為主動, 讓他們入工作崗位之前, 能較全面地了解行業發展方向及動態, 為以后的工作打下良好的基礎。筆者對此進行了一些教學改革實踐, 并進行了總結。
2 教學改革實踐
2.1 教學內容調整，教學手段的多樣化
有色金屬冶金學課程內容多、涉及面廣，是冶金工程專業必修的一門專業課程，該課程也是畢業生就業上崗發揮用武之地的專業知識。如上所述的鉛冶煉技術陳舊過時的內容，在講授這部分內容時，我們可以作為技術進步的一個案例反襯說明冶金工業快速發展的歷程。針對新技術的發展，通過與相關冶煉企業緊密聯系、通過交流溝通，獲取行業內多方的最新技術革新動態，經講授老師自身的消化理解，再傳授給學生在教材上無法獲得的這些知識點。
冶金學是一門較老的專業課，隨著時代的變遷，知識結構內容也不斷地在變化。大家都知道，冶金行業是一個高能耗、高排放、偏污染的行業，在現今大力倡導資源節約型（包括能源節約）、環境友好型社會（兩型社會）時代，在專業課內容上也要兼顧對環境保護和資源節約（節能、資源綜合利用）技術動態發展的介紹。從課堂開始，潛移默化地傳授給學生一個這樣的念頭，環境保護和能源節約不是單純的環保專家或能源專家能解決的問題，是冶金專業技術人員在工藝開發和設計過程就必須考慮到，工藝設計者是工藝的源頭、建造師，環保專家和能源專家是在建造師的配合下才能把環境保護和能源節約措施無縫地對接起來。因此，教學內容上的改革設置必須將工藝與節能、環保、資源綜合利用等一系列知識點串連上。
冶金工藝過程是一些物理化學方面的反應原理或機理，對于這些理論知識點的介紹，學生聽講過程很容易覺得枯燥，故教學手段的多樣化是非常必要的。在講授每一種金屬概述內容時，我們要把該類金屬實際用途和應用領域方面講好，尤其講與我們周邊環境密切聯系的例子，起好引子的頭才能獲得引人入勝的效果，這樣學生會迫不及待地想來反問老師這種金屬是如何分離提取的，如何去操作。通過這種拋磚引玉式的教學手段，吸引學生主動想去獲取知識的念頭，起到事半功倍的效果。講授中還可以穿插更多的知識來吸引學生的注意力，如有色金屬本身價格高，資源價值大，金屬的市場行情、行業狀況、技術經濟水平等穿去。因為很多學生們都懷抱有早日實現經濟獨立的理想，老師能補充技術經濟方面的內容，學生在學習過程中就能夠切身感受到未來所從事工作的價值和重要性。能夠把這樣的知識點傳授給學生，主講老師的備課功夫就不能膚淺，時常多了解行業動態信息，與企業建立較好地合作關系都是必不可少的。
課堂案例分析是一種常用的教學手段，在講授工藝知識的時候，也可以聯系很多與行業相關的熱點新聞和事件，例如血鉛事件、水稻鎘污染等，雖然是污染事件，但在課堂上用反舉例來啟示學生，以后作為從事這行的專業人才，冶金工藝還需更進一步的改進，少發生直至杜絕發生這樣的污染事件，引起學生追求技術進步的求知欲望，以及從事專業工作的社會責任感。學生有求知欲望的時候，教師順勢可以提供一些參考書籍、文章給學生, 讓他們進行課外閱讀, 并要求提交讀書報告, 這種作法比單純布置具體的作業題目更能促進學生學習的主動性, 更好地吸取知識，使學生成為教學主體。
2.2 實驗教學改革
合理的實驗設置不僅可以加深學生對理論知識的理解，還能培養學生動手能力、觀察能力、分析和歸納推理能力，從而提高學生的綜合能力。綜合性實驗的開設可以有效地激發學生的參與興趣，提高學生的動手能力。
針對濕法冶金工藝來說，設置一個黃鉀鐵礬除鐵實驗，這個實驗具有很重要的代表性，因為有色冶金提取過程中，提取過程的實質就是主元素不斷與其它雜質元素分離的步驟。鐵元素是所有有色金屬礦物中最普遍存在的元素，因而分離鐵是大多有色金屬提取過程中不可繞過的環節，火法冶金采用添加輔料除鐵造渣過程，濕法冶金中用得最成熟的除鐵工藝是生成黃鉀鐵礬除鐵方法；該實驗還具有一定綜合性，可以與冶金化學分析緊密聯系在一起。通過常規定量滴定法分析測試法，可以測定出除鐵前鐵元素的量和除鐵后殘留鐵含量等考察因素，都要求學生自己動手來進行操作。這樣相對綜合性的課程實驗，既鍛煉了學生的動手能力，又增加了學生對課程理論知識的理解。實驗設置上的改革，激發了學生動手參與實驗的興趣，反過來調動了學生對課程知識求知的積極性。
2.3 考核方式改革
《有色金屬冶金學》是一門考試課程, 傳統作法都是進行閉卷考試。這種方法有一定的缺陷, 容易造成學生死記硬背, 一旦考試完后就將內容還給了老師, 甚至有小部分學生平時上課不聽課, 不做筆記, 考試前將別人的筆記進行復印, 然后背熟, 照樣得高分。專業知識是為了提高學生對所學知識的綜合應用能力，將閉卷考試改為開卷考試，考題以綜合應用型題為主，試題以論述題的模式設置，例如某類礦石中含有一定量的各類有價金屬元素，試用所學過的知識設計一個提取分離有價金屬元素的工藝流程，并對設計的流程步驟分別說明之。這種試題沒有標準答案，完全是一種主觀性發揮的答卷方式，通過如此方式的改革，能夠鍛煉學生對專業知識的靈活運用。這種考核方式運用后, 同學們普遍反映如下: 他們的學習主動性得到了提高；所學的知識點得到了綜合的應用，不再是以前死記硬背的知識點，考完就忘記；對專業知識點的理解力得到了提高，專業知識掌握后信心也得到很好地提升。
3 設想和建議
3.1 實驗課的加強
《有色金屬冶金學》理論課課時占用較多，現有的實驗課學時少, 只有10個學時, 加之以前實驗設備少的限制, 學生一般只能作2～3個實驗, 這對于學生理論聯系實際不利?，F在學校對新辦專業支持力度較大，實驗設備逐步在增多，因此可以適當增加實驗課的學時，另外，針對冶金工程專業的學生，可以實施開放式實驗室, 學生可以隨時進實驗室學習和工作，甚至可以參與教師的科研項目研究, 充分挖掘和發揮學生的創造潛能，也可大大提高學生的動手能力。
3.2 教學方式不斷改進
隨著計算機仿真技術的發展和推廣應用，冶金過程仿真和三維動畫模擬場景在教學過程的導入，學生對有色金屬冶金學知識的理解能夠更加直觀和形象，例如電解鋁工業現場的操作動畫仿真，這些三維動畫完全模擬工業現場場景，包括對主要設備構造、工藝步驟進行詳細的分解，學生可以利用仿真軟件模擬工業現場操作進行實訓，經過一段時間的實訓后，可以在仿真軟件平臺上操作并進行考核評比[2]。隨著仿真軟件技術不斷升級和推廣，各種金屬冶金過程的仿真軟件開發齊全后，對教學質量的提升非常有利，對學生理解理論知識、掌握工藝控制要點也是大有利處，包括部分課程實驗、見識實習都可以用三維動畫仿真軟件所替代。
總之, 教改手段都是為了把學生培養成為具有高素質的人才，教師的任務除了傳授知識, 還要更專注學生創新能力、運用知識能力的培養，只有這樣培養出來的學生才能在充滿競爭中立于不敗之地。
參考文獻
［1］李明照.有色金屬冶金工藝[M].化學工業出版社,2010:75-90.
關鍵詞：教材建設；冶金化工設備；特色
中圖分類號：G642.0 ？搖文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）47-0098-03
冶金化工過程及設備或化工原理與有色冶金爐或冶金爐課程在傳統的有色冶金工程專業課程體系中，在國內外均是有色冶金工程專業必修的兩門重要專業技術基礎課，它們共同構成了有色冶金專業基礎課的“兩大支柱”。兩門課自開設以來，在培養學生學習、了解和掌握有色冶金單元操作和熱工的基礎知識、基本理論和基本方法，特別是在提高自身分析和解決有關各種有色冶金單元操作與熱工工程問題能力（如強化生產，提高設備生產能力和效率，降低生產費用，新技術的開發和科研、設計等方面的能力）方面發揮了重要作用，并為后續專業課的學習打下了堅實基礎。
一、冶金化工設備課程建設現狀
隨著高等教育和科學技術的發展，以往冶金化工過程及設備或化工原理與有色冶金爐或冶金爐課課程的設置逐漸暴露出以下缺陷：
1.兩門課具有共同的理論基礎，即動量、熱量和質量傳遞過程原理，這部分內容在兩門課程中均有講授，由于兩門課獨立自成體系屬不同專業的領域，且分別由隸屬不同教研室不同專業畢業的教師或同教研室不同專業畢業的教師授課，內容很難做到統一精選，造成同一內容在兩門課中交叉重復，占用學時數較多，因而學生不能學深和學透。
2.部分內容與課程設計和專業課相重復。
3.冶金反應設備的設計過分強調經驗與反應器的理論相脫離。與高等教育的改革和發展不相適應。因此，國內各高校本著理順課程體系，優化課程設置[1、2]，減少不必要的重復以便增加新內容，加強學生素質和能力方面的教育的宗旨，先后將兩門課整合成了冶金設備或冶金化工設備一門課。
二、冶金化工設備課程教材建設的必要性
課程整合后，新的課程體系和課程內容若采用原兩本舊教材進行教學，則存在以下幾個重大缺陷[3]：（1）新的課程體系和課程內容若采用原兩本舊教材進行教學，存在相同內容上篇幅的浪費，即原兩本教材有相當一部分內容屬相同或屬同基礎不同對象或屬同對象不同內容深度的內容，因此存在篇幅上的較大浪費；（2）對同類問題的敘述方法，著重的對象和同一物理量所用符號不一樣，給教學帶來了一定的混亂；（3）由于原兩門課的教材各自成獨立體系屬不同專業的領域，由兩位不同專業畢業的教師采用兩套教材授課很難做到內容統一精選，完全避免內容的交叉重復；（4）部分內容陳舊已不能適應教育發展的要求，需更新、補充和加強；（5）缺少工程技術人員必須具備的工業設備防腐知識和防腐材料及選擇的內容。為了滿足課程整合后教學上的需要，填補整合后課程在教材上的空白，冶金化工設備課程教材的建設勢在必行。
三、冶金化工設備課程教材建設的具體措施
教材是教學活動的依據，是教育思想和課程內容設置和體系的具體體現[4、5]。由于新的課程體系中課程的內容和體系有了較大的變化，傳統課程體系下課程的教材已不再適應，因此，必須有一本與新課程體系內容相適應新的好的教材與課程相配套[6]。一個好的課程的改革與整合，如果缺少一本好的相應配套教材就不能說是一項好的成功的課程的改革與整合。因此，課程成功整合的關鍵在于與之配套的新教材的建設[7]。
針對原兩門課教材存在的缺陷和新的課程體系教學大綱對整合后的課程內容提出的要求，本著寬專業厚基礎，突出工程計算、工程應用和設備選型，剔除陳舊內容，反映新成就，提高學生分析解決實際問題能力和精減學時數與避免重復的宗旨[8]，我們進行了冶金化工設備課程教材的建設。建設的目標是將原《冶金化工過程及設備》或《化工原理》與《有色冶金爐》或《冶金爐》兩本教材融合與整合成一本既能滿足有色冶金專業冶金化工設備課程教學需要和要求，又能適合其他專業化工原理課程教學要求的優秀教材。為此，我們在教材的建設過程中采取了以下方法[9]：（1）對內容進行優化組合。首先我們將原兩門課程教材的內容按教學大綱重新進行了優化組合，將與其他課程結合更緊密的內容從原教材中分離出來放至更適合的課程去講授，例如將換熱器設計、爐子的結構和設計等內容放到了課程設計中，這樣不但理順了內容體系，優化了課程內容組合，還使教材內容重點更加突出，更有利于學生能力的培養。（2）對內容增、減并舉。由于科學技術的不斷發展和教育對人才培養提出新的要求，傳統課程體系下課程設置的部分內容已陳舊過時，我們對此進行了刪除和更新，對涉及較少和超出教學大綱的內容也進行了刪除。另外我們增加了一些能夠反映新的科學技術發展成果和能適應人才培養新要求的內容；增加了一些與生產實際緊密相連的生產實際經驗知識。增加的內容突出了一個新字和工程應用以及能力的培養。（3）對優化、增減后的內容進行合同存異。我們對經過優化組合和增減后的內容最后進行了合同存異。所謂合同存異就是把原來兩門課程教材中重復的內容或理論基礎相同而研究對象不同或理論深度不同的內容整合在一起；保留原兩門課程教材中不同的內容和相同內容中的不同部分，并把它們有機的結合在一起。在教材內容設置上做到了最大限度的避免重復。（4）保留和增加與其他專業化工原理課程要求相同的內容。
由于在新教材的建設上我們采取了以上方法，因而使建設成的教材，其包含的內容雖多但不龐大，雖雜但不亂，這就為課程的成功整合提供了有力的保障。
四、冶金化工設備課程教材建設的成效
經過長期努力，教材初步建設成后經試用和重新修改并命名為化工過程及設備，后于2003年初由冶金工業出版社正式出版發行。其具有以下特色：
1.打破了原兩教材各自的體系，構筑了一個新的教材體系。原兩教材獨立自成體系，新建設的教材打破了原教材的體系，對教材內容重新進行了優化組合、更新和補充，理順了原各教材內容之間的關系，組成了新教材自身的新體系。
2.統一了原屬不同專業領域的兩教材的相關內容。在新建設的教材中對原兩教材中相同的內容進行了統一整合，并對同一概念的表述和同一物理量所用符號進行了統一，使新建設的教材的內容更加緊湊，結構更加合理，條理性和系統性更強。
3.突出了工程計算、設備選型和知識的工程應用的主線。教材中所有內容都是圍繞這一主線展開的。為此，我們在教材中增加了知識在工程上實際應用的內容，補充了一些對工程設計計算有用的經驗數據，使理論和實際，一般與個別更好地結合在一起，拉近了學生和實際工作的距離。
4.剔除了陳舊和實際中涉及較少和超出教學大綱的內容，補充了新內容，恰當地反映了本學科的一些新成果。如將原教材中介紹舊型號泵的內容更新成了介紹新型號泵的內容，刪除了射流的內容；又如編入了湍流下不用試差法求λ的最新簡單計算式和用氣體輻射網絡單元法推導火焰爐內輻射傳熱的公式的內容等。
5.教材內容的安排更加注重實際效果和更加注重學生能力的培養。新教材將原有的換熱器的工藝設計內容和冶金爐的設計計算內容放在了課程設計的教材中進行講授，把塔設備結構內容放在了形象直觀的電化教學的教材中講授。這就增強了課程的條理性和系統性，有助于提高教學質量。
6.教材中涉及的物理量名稱、單位、設備型號等采用了新的國家標準。為了走向世界，我國在加入世貿組織后對原有的一些不適應新形勢的國家標準進行了更新。由于原兩教材是在我國加入世界貿易組織之前編寫的，其中所涉及到的一些國家標準已過時，已有新的替代標準，新教材采用了新的國家標準。
7.在保證不降低原有的質量和要求下，新教材篇幅和教學時數有較大的減少。原兩教材字數合計有一百來萬，新教材內容敘述簡潔明了、準確，字數只有六十來萬，篇幅減少了三分之一多，教學時數由原來兩門課的110學時減少到整合后的78學時。
8.拓寬了教材的使用面。教材在編寫內容時考慮了相近專業的要求，使相近專業能各取所需。因此，新教材不僅適用于冶金工程的教學需要，也可作為其他相近專業（如化工、環境、無機材料等專業）相關課程的參考教材。
9.填補了課程整合后在教材上的空白。教材先后獲得了校優秀教材一等獎、省第一屆普通高等學校優秀教材二等獎和中國冶金教育學會冶金優秀教材一等獎，并被列為國家“十一五”規劃國家級再版教材。再版后的教材更名為有色冶金化工過程原理及設備，并獲得江西省第四屆普通高等學校優秀教材一等獎。
五、結語
經多年教學實踐證明冶金化工設備課程教材的建設是成功而有效的。
實踐表明，通過教材的建設，理順了課程體系和課程的內容；優化了課程和課程內容的設置；避免了教材中和教學上內容的重復；減少了教學時數；構筑了內容更加緊湊，結構更加合理，條理性、系統性和通用性更加強的新的課程教材體系；提高了教學質量。同時通過教材的建設，還達到了我校多專業相近課程教材統一的目的（新教材不僅可作為冶金工程專業原兩門專業技術基礎課冶金化工程及設備與有色冶金爐整合成冶金化工設備課程后的課程教材，也可作為我校其他相近專業化工原理課程的教材）。由于具備了這些特性，該教材自建設成以來先后被我校冶金、稀土、化工、無機材料、環境和生物工程專業的本科生的教學所采用，同時也被國內其他一些學校作為學生或教師教學用書使用，被中國科學院鹽湖研究所和貴陽鎂鋁設計院等科研、設計院所的科研設計人員等所采用或引用。
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關鍵詞： 虛擬實習 鋼鐵生產 工科學生 鋼鐵企業
一、鋼鐵制造行業實習的現狀與困境
實習是工科院校實踐教學的主要環節之一，學生通過該教學環節，了解實際的生產過程，加深對理論知識的理解，并增強對生產工藝過程、生產設備、生產組織及其管理等的認識，從而達到擴大知識面、增強感性認識、有效提高學生的創新意識和工程能力的目的[1]。如此重要的教學實踐環節，現實中普遍遭遇到的困難是，全國鋼鐵行業高校數千工科學生暑假期間集中去鋼企實習，企業作為以生產為主要職責的單位，沒有專門的指導實習的人員，同時出于經濟和安全的考慮，只能最大限度地安排學生很短時間的實習，而且多以參觀為主。例如采礦工程專業、冶金工程專業、材料成型及控制工程專業的學生在大二及大三年級小學期需要分別開展為期三周和五周的認識實習和生產實習，而實際在企業現場的時間只有短短幾天，導致學生無法在有限的時間內對需要了解的工序和技術做深入的學習和動手實踐。
還需要考慮的是，由于學校很多實習指導教師本身對于企業的實際生產情況不熟悉，而擁有企業科研合作經歷和現場經驗的教師工作都忙于科研無法帶實習，導致在大批學生集中去企業實習的過程中，無法有效在現場展開指導，錯過在現場教育學生進行對照學習提高的機會。而在校內集中開展學生的教學實踐環節，則可以最大限度地安排有經驗的教師對學生進行指導，從而達到良好的教學效果。但校內目前的教學實踐基地都落后于生產實際，且難以進行提高和改善。
同時隨著科學技術的進步，鋼鐵企業的生產已經不再是以人工現場操作為主，而轉變為趨于自動化、連續化和集成化，操作人員在中央控制室可通過電子計算機控制設備的運行及生產。為了保證正常生產，學生在實習過程中不可能有機會直接操作，只能在一旁看和聽，其主動性和創造性難以發揮，實習效果就較差。所以，有必要探索新的實習教學途徑，而虛擬實習可以較好地解決此問題[2]。
二、鋼鐵生產全流程虛擬實習的設想
所謂虛擬實習，就是應用仿真技術在實驗室內進行的模擬實習?，F代計算機技術和信息處理技術的高速發展，為模擬仿真技術的實現提供了可能。過程控制系統仿真技術是一門基于過程控制系統動態控制模擬數學模型，并在計算機仿真器上進行試驗、操縱、訓練或研究的綜合性高新技術[3-4]。要實現鋼鐵生產流程的虛擬實習，首先要考慮的是相關專業的實踐特點，并通過虛擬實習平臺的建設滿足實踐要求和提高教學質量。
1.鋼鐵生產各相關專業的實踐教學特點
采礦專業在課程教學中盡管已經采用多種教學手段，但是依然難以達到很好的效果。首先是礦井認識實習，近年來，由于煤礦安全形勢嚴峻，實習安排困難，很多礦區不愿意接收實習。況且，井下實習僅能看到局部情況，學生下井后也往往由于新奇或者恐懼，只顧低頭朝前走，一次井下實習不可能完全符合課程實習的要求[5]。
冶金工程專業及材料成型與控制專業實踐教學包括實驗教學和實習教學，但限于各個高等工科院校的客觀條件和社會環境，實踐教學效果難以保證，尤其是實習教學。專業課程中的實驗環節是提高學生運用所學知識能力的極好手段和平臺，但由于實驗設備數量和實驗場地等方面的不足，學生只能以觀摩實驗為主，不利于學生對專業知識的理解和應用，大大削弱學生實際動手能力及設備操作與維護能力的培養[6]?，F在很多工科高校都在探索在校內的教學環節中增加與教學內容相對應的競賽和設計環節，例如北京科技大學已經開展了每年一度的模擬煉鋼大賽及材料成型車間設計課程等傳統優勢專業的教學實踐活動，很好地加強了教學實踐。
2.鋼鐵生產全流程的特點
鋼鐵生產是一個大流程，包含采礦、煉鐵、煉鋼、冷軋、熱軋等生產工序。學生擁有并提高鋼鐵生產全流程的概念對于其在畢業后真正進行生產和研究具有重要的作用。但普通的實習只能使學生局限在一個廠或工序上，很難有全局的概念。同時，鋼鐵生產的安全性和規模性，使學生較少有機會全盤了解從鐵礦石開采到零部件制造完成的整個生產過程，實現采礦、冶金工程、材料成型及控制和機械工程專業的學生同時在一個實驗平臺上互相合作開展鋼鐵生產活動，在虛擬的生產過程中了解生產流程上游專業和下游專業的相關知識，是普通實習所無法想象的。因此，將虛擬仿真的技術應用于鋼鐵生產全流程的實踐教學上具有重要意義。
三、鋼鐵生產虛擬仿真平臺的建設
鋼鐵生產全流程虛擬仿真實踐基地是一種新型的實踐模式，目前國內一些高職院校有類似的實踐課程，但是僅限于某個生產環節如高爐、LF精煉等的實操訓練，沒有全流程的綜合實訓系統。另外，這些院校的實驗設備只用于對學生實踐操作的訓練，沒有開發設計和研究的平臺。在大學中建設鋼鐵生產流程虛擬仿真實訓基地是集教學實踐、生產實訓、設計仿真為一體的一套教學系統，是北京科技大學在工程實踐教育方面的一次創新。
北京科技大學為了實現在校工科學生的虛擬實習目標，提高教學質量，從2013年底開始建設一個現代鋼鐵生產全流程虛擬仿真系統平臺，以整個鋼鐵生產過程為仿真對象，依據生產過程內在的規律，改進的熱力、動力學模型、工藝模型及經驗模型等，建立鋼鐵生產流程的軟件虛擬系統和硬件操控系統，全方位地展示整個生產場景與生產過程，形成一個完整的采礦煉鐵煉鋼軋鋼生產過程的虛擬現實仿真實訓系統。
每個生產流程由虛擬界面、監控界面和操作終端組成，采用3D動畫技術制作工藝流程設備和場景的虛擬界面，采用虛擬現實技術制作全工藝流程的自動化二級監控界面，操作終端仿真生產現場的操作臺按照1：1的比例如實設計，通過網絡通訊實現虛擬場景、監控界面和設備的互動。
硬件架構設計為網絡環境下的計算機集成環境，由若干臺網絡環境下的計算機分別模擬各個生產流程環節，每個生產流程都由虛擬被控場景、仿真監控界面和真實操控系統組成，通過Ethernet局域網絡進行信息交換整體協調，共同模擬整個鋼鐵生產過程。
系統開發采用模塊化，功能改變只需替換模塊化軟件即可完成，新工藝、新設備實訓環境更新只需通過更新軟件即可完成。在過程仿真中，按照生產流程分為八個模塊，每個模塊用來模擬一個獨立的生產工序，如煉鋼、連鑄等。過程仿真的各模塊大多具有相似的軟件結構，能夠實現基礎生產過程的仿真。
四、結語
虛擬技術的應用是當今高等教育的必然趨勢，可以激發學生的學習興趣，給學生創造一種身臨其境的感覺，很好地解決當前課堂和實踐教學中遇到的問題，是提高教學質量的一種有效途徑[5]。鋼鐵生產虛擬仿真平臺在建成后擁有較強的研究性教學的訓練功能，可對生產過程的合理性進行驗證，分析計劃生產的極限，研究調度算法；可驗證生產過程中的物料、時間平衡，可預測產能情況，可用于配合實現流程工業演練和預測；可支持相關信息系統的調試；可安全、經濟地對現實鋼鐵廠進行設計、分析、考察，如驗證工藝方案合理性、驗證設備負荷能力和設計的生產能力、新鋼種的工藝參數設定等，增強冶金行業的制造執行能力。在對在校工科大學生開展教學實踐工作的同時，還適合于鋼鐵冶煉企業員工的崗位培訓，可使員工在極短的時間內就適應真實的現場崗位操作，縮短企業的員工培訓周期，極大地節約培訓投入資金。當然，鋼鐵生產虛擬仿真平臺的建設費用的投入在千萬以上，需要學校的大力支持。對工科大學來講，作為一個“功在當代，利在千秋”的平臺建設，需要針對自己優勢專業的實踐需求，充分考慮虛擬實習能給學校人才培養帶來的強大支持和動力，謹慎思考，果斷投入。
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《鋼鐵冶金概論》選修課存在學生專業差別大，授課方法單一，教學偏重理論，學生不重視該課程，學習態度不端正，考核方法簡單等問題。針對這些問題，在教學方法上，采用網絡模擬鋼鐵冶煉平臺教學、體驗或研討式教學、精講趣味式啟發教學、題庫式教學與考核方式改革。結果表明這些方法可以極大的活躍課堂的氣氛，調動學生的積極性，明顯改善了教學效率低下的現象。
關鍵詞：
教學改革；選修課；鋼鐵冶金概論；教學內容；教學方法
《鋼鐵冶金概論》是一門既具有理論性又兼有很強的實踐性的基礎課。本課程以鋼鐵冶金工藝流程及與鋼鐵冶煉相關的專業知識為主線，系統介紹采礦、選礦、鋼鐵生產用耐火材料、鐵礦粉造塊、焦化、高爐煉鐵、鐵水預處理、煉鋼、爐外精煉、連鑄、軋鋼等基本專業知識，給非冶金工程專業學生進行鋼鐵冶金及相關知識的普及教育，使從事與冶金工作有關的非冶金專業學生對鋼鐵聯合企業的生產過程有一個全面的了解，拓寬其知識面，使學生掌握將來從事與冶金相關的工作必須具備的冶金專業知識。
一、教學改革的背景
（一）非冶金類專業學生學習《鋼鐵冶金概論》的重要性
由于高校之間競爭激烈，加上科技發展的日新月異，我國高校也不斷朝著規模型與綜合型的方向發展[1,2]。同時，社會對畢業生的要求也向“多面手”型人才轉變。高校畢業生若有良好的綜合素質、較好的知識寬度與深度，則更受社會企業單位的青睞。高校選修課恰好在拓展學生知識面、挖掘學生潛在能力、優化知識結構方面有著很重要的作用。因此，國內高校也不斷進行教育改革，開展跨學科教育。例如，傳統以冶金為特色的綜合性院校，面對非冶金專業學生，開展《鋼鐵冶金概論》課程。我校面對全校非冶金專業學生開設《鋼鐵冶金概論》，一是提高學生的綜合素養，拓展知識面并開闊視野，使他們對冶金生產過程、國內外鋼鐵形勢等有一個初步的了解；二是我校傳統冶金類院校，每年有大量鋼鐵企業來招聘，許多非冶金專業學生會去鋼鐵企業工作，學習冶金概論可以使學生對冶金工業生產的特點和基本概貌、冶金工業部門之間及冶金工業與其他工業部門之間的聯系有一個基本的了解，了解自己本專業和冶金行業的聯系；三是學習這門課，更好地培養學生實際問題解決能力與綜合思維能力，在就業形勢日益嚴峻的今天，提高學生在社會的競爭力。因此，冶金概論課程教學對我校為冶金行業培養開放式人才、對學生發展都有著重要意義。
（二）傳統《鋼鐵冶金概論》教學中存在的問題
以武漢科技大學為例,我校屬于理工科為主的高校，但辦學模式趨于綜合性大學學科體系。在教育改革中，高校加強跨學科教育，本科生的教育課程也是各個學院相互交叉，我校作為冶金類的傳統高校，全校非冶金專業學生均設有20課時的《鋼鐵冶金概論》課程。然而，在《鋼鐵冶金概論》公選課上，仍然存在不少問題。（1）學生不重視該課程，學習態度不端正。學生對冶金概論不感興趣，選課具有盲目性與功利性[3]，多數學生為了學分而選課，課堂上出現上課率低、參與率低、抬頭率低等“三低”現象。（2）上課學生專業差別大，由于非冶金專業學生對該課程認識不足，專業基礎又薄弱，授課內容及深度難以把握。（3）授課方法趨于單一的灌輸式教育。PPT上多以原理介紹、工藝流程、化學反應等，填鴨式教育不被學生接受。（4）教師采用統一式概論，偏重理論知識的講授，內容枯燥，學生缺乏興趣。（5）考核方式簡單化?？己司且患埢_卷定成績，學生無壓力。
二、《鋼鐵冶金概論》教學應遵循的基本原則
（一）趣味性
心理學研究表明，通過適當的教育教學方式可以激發人的學習興趣和獨立思考能力[4]?！朵撹F冶金概論》這門公選課需要在形式與內容上做到新穎別致，才能引人入勝，激發學生興趣。在課程教學中，教師要以人為本，在了解學生的想法上，盡量使用形象化的教學語言，運用多樣化教學方法，激起學生的興趣。因此，從第一節課開始就要把學生的學習興趣調動起來。
（二）精簡性
概論課程課時較短，而且學生專業差別大，概論課內容不必詳細俱到，要“點到為止”，內容要關注重點及熱點，結合學生專業，有所選擇，有所側重。
（三）新穎性
“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，一個政黨永葆生機的源泉”[5]。因此，在《鋼鐵冶金概論》教學上，也不可僅關注課本的死信息，要時刻更新課件，把新鮮的資料與信息及時補到課件中。
（四）多樣性
《鋼鐵冶金概論》課程學時短，學生對專業知識深度認識不夠，教學上也是主要讓學生達到初步認識為主。因此，考核上不適合一卷式及嚴考專業難題?？蛇m當增加平時作業與開展討論等，增加平時成績比例；卷面題目以考核學生基礎知識為主，難度不宜太大。
三、《鋼鐵冶金概論》課程教學的改革
（一）教學內容的改革
對于非冶金專業的學生，可分為二類：第一類是與冶金專業聯系緊密的相關工科專業，第二類是其他工科類與文科類。前者在《鋼鐵冶金概論》學習上，對專業知識講解深度要求要更高一些。學生學習這門課的主要目的還是熟悉冶金工業的概貌與總體發展形勢，認知冶金生產的流程，了解冶金的節能、降成本與環保的知識，培養學生分析解決問題等綜合思維能力。對第二類學生，不要局限在傳統工藝與理論的詳細講解上，而是重在介紹生產歷史、現狀與發展趨勢上，可以讓學生對生產工藝有一定的了解，緊密聯系學生專業，時事政治、日常生活，提高學生的學習興趣；而對于第一類學生，除此以外，可適當增加基本理論和工藝原理的介紹。
（二）教學手段與方法的改革
1.多媒體與網絡教學
傳統的板書式教育，可以集中重點，控制教學速度，有它的優勢，但也存在諸多問題。現代的多媒體教學的介入，讓更多的知識可通過工程結構圖、彩圖、三位圖及動畫、視頻等方式展現出來，更加的豐富多彩。因此，通過多媒體網絡與板書相結合來展現更多的教學信息量與趣味性，豐富教學內容，尤其是冶金知識的工藝流程較多，許多反應均難以直接看到，通過流程圖、動畫與視頻，可以直觀了解冶煉過程，加深學生印象。其次，發起網絡教學方式。近年在各冶金高校與企業之間流行計算機網絡煉鋼挑戰賽。此平臺是由國際鋼鐵協會發起成立的，內容涵蓋鋼鐵生產等各個方面。網絡煉鋼平臺利用生動的動畫，展現了各種冶煉設備，介紹了冶金原理，核心為多個靈活的、涉及鋼鐵生產流程的游戲般的模擬。根據每一章內容，可向學生一步步展示相關章節的冶煉模擬，讓學生更加直觀地了解設備與工藝，而且生動有趣，可調動學生的學習興趣與主動性；課后學生可自由在自己電腦上模擬操作，可挖掘學生潛力，提高學習能力和綜合素質。
2.體驗式與研討式教學
針對學生的“三低”現象，有針對性地采取體驗式教學與研討式教學。體驗式教學，是指在教學過程中，組織學生參觀教育基地，或是布置專題題目，讓學生查閱資料后制作PPT、開展主題活動等[6]。而研討式教學是教師通過設計一定的教學情景，讓學生觀看視頻或圖片，然后根據所觀內容來進行交流討論，最后教師進行點評，讓學生獲得更深認識[6]。這二種教學方式的最大好處是，調動學生學習的主動性與積極性，并讓他們參與到其中，做到體驗式與啟發式教學[7]。在進行冶金概論的教學時，預先給定幾個與教學內容相關的主題。比如，鋼鐵發展史、轉爐煉鋼的發展過程、鋼鐵寒冬與企業重組，等等。提前告訴學生，讓大家去查閱并做好準備，到時可以讓每個小班派出代表上臺講解自己的PPT，而其他同學抽取幾名來點評補充，教師在中間扮演組織者與總結者的角色，鼓勵學生的積極性，引導學生大量搜集鋼鐵冶金資料與新聞，引發學生學習興趣，這部分也可以作為學生平時成績的考勤。還有就是對現場煉鐵與煉鋼視頻播放后，讓學生來談他們的觀后感與看法，加強師生互動，提高學生分辨能力，促使形成勤于思考的習慣，讓學生有較強的責任感與使命感，激發學生的探索熱情與創新潛力，提高教學效果。
3.精講啟發式趣味教學
《鋼鐵冶金概論》課程面對的學生專業差別大，統一的課件方法是不行的，我校是要求所有非冶金專業學生必修此課程，建議修改此課程為選修，讓有興趣的學生，或是有意去鋼鐵企業相關行業就業的學生選修，顯得更加合理與人性化。而且，針對第一類與冶金專業聯系緊密的工科學生，可仍保持20學時課程；而對第二類與冶金專業聯系不太緊密工科或其他文科學生，可壓縮至10學時左右，只要求學生掌握最基本的冶金知識，降低學習難度，而且內容也只要采用講座式的教育，不必詳細展開具體工藝進行講解，即做到所謂的精講。結合學生專業，講解學生專業相關性的內容。比如說，針對金屬材料成型與控制專業學生，要細解鋼鐵是怎樣煉成的；而針對文法專業學生，可講解礦石進口談判等類似事件，增加學生的專業敏感度與興趣；而針對醫學院學生，可聯系我校醫學院早期是以職業病為出發點的發展歷程，講解鋼鐵相關的職業病，讓學生結合自己專業來學習概論課程；同時，采取各種討論模式與模擬冶煉計算機平臺的混合教學模式，增強趣味性。
4.題庫式教學與考核方式改革
在考核方式上，傳統的一紙化開卷考試，學生成績均較好，但實際上掌握的并不牢靠，容易遺忘，學生自主學習的主觀能動性也不高。建立一套多元化的題庫，試題類型可包括填空、選擇、判斷、名詞解釋、繪圖、填表、問答與分析等題型庫，把題庫向學生開放，讓學生自主學習與做題，考試試題從中挑選，適當做些改變，增加學生對知識的理解與印象，提高學生學習主動性。這樣可適當降低考試難度，而考核上則采取閉卷考試的方式。同時，由單一的考試，改變為平時考勤、課堂討論與發言、話題論文、作業及閉卷考試的綜合考核方法，這樣可避免學生的抄襲現象。通過這種嚴格考核方式，既可以保證考核的公平公正性，也可減少學生對該課程不重視的現象。
四、結束語
在遵循《鋼鐵冶金概論》教學改革的基本原則上，針對課程的教學內容、教學方法進行了相關的改革與實踐，結果表明這些方法可以極大地活躍課堂的氣氛，調動學生的積極性，讓學生主動去查閱資料，上臺演講，或者是分組討論，豐富了教學方法，拓寬學生的知識面，大大改善“三低”現象。同時，學生對該教學改革持肯定態度，尤其是對計算機模擬煉鋼表示了濃厚的興趣與較高的評價，做到了寓教于樂，有學生課后還自加練習，不懂課后還來提問，甚至還主動參加學校的年度全球煉鋼挑戰大賽比賽。這一切極大地鼓舞了我們教學改革的信心?！朵撹F冶金概論》公選課教學方法及內容的改進，對該課程教學效果的提高有著至關重要的作用。它不但可以讓學生從中學到知識，并可培養學生自主學習的獨立性與主動性。同時，考核方式的改變，也能讓學生更加重視選修課，讓學生對知識的掌握更加牢靠。對于我校這門公選課，只有將該課程的教學與我校人才培養的目標緊密結合，保證教學內容的合適度與趣味性，采用合理的教學方法和考核方式，才能保證教學質量。同時，也與我校開設《鋼鐵冶金概論》公選課的背景相吻合，有利于培養適應社會發展的復合型高素質人才。
作者：成日金 張華 周建安 何環宇 詹瑋婷 單位：武漢科技大學材料與冶金學院冶金工程系
參考文獻
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關鍵詞： 應用型本科 專業基礎課 教學改革
21世紀的高等教育面臨前所未有的發展機遇，人才的培養模式發生深刻變化，更加注意素質教育，特別是學生的自主學習能力和創新能力的培養，但“萬丈高樓平地起”，要培養學生的綜合素質，離不開專業基礎課的牢固掌握和熟練應用。大學工科課程設置大體上可分為基礎課、專業基礎課與專業課三類。專業基礎課是在學生掌握一定文化知識的基礎上，根據專業需要，把有關知識向深度拓展，從而為學習專業課和從事專業工作提供理論和技術準備。從專業基礎課的性質看，專業基礎課大多理論性強、概念多、分析層次多。通過對企業對人才需求的調查表明：專業基礎扎實、實踐能力強、有創新思維的專業人才是企業渴求的。而具有扎實的專業基礎是實踐能力和創新能力的前提。
一、專業基礎課教學現狀
為加強學生專業基礎，國內部分院校根據本科專業基礎課“四多一廣三性強”[1]的特點，提出“分層教學模式”。為加強學生的專業基礎，麻省理工提出“本科生科研計劃”，加強學生創新能力，并加強學生的實踐環節。國內高校，如東北大學、重慶科技學院等，亦在專業基礎課程教學中，緊密結合實踐教學，特別對專業基礎課實驗教學，提出“三四模式”，為加強學生的專業基礎，有些高校提出“大類化專業”概念，教學內容模塊化。
二、應用型本科人才培養目標的定位
應用本科具有鮮明的技術應用性特征。主要培養培養適應生產一線需要的工程技術管理者和組織者。培養適應專業行業技術和生產發展需要，從事專業生產技術管理、科學研究、技術開發、工藝及設備設計等工作的高級應用型專門人才。根據上述人才培養目標，制訂相應的培養計劃，要求學生能夠深入學習專業的基礎理論與技術及有關設備的設計方法，實驗研究、環境保護及資源綜合利用的基本理論和基本知識，受到現代工程師的基本訓練（其中包括工藝制定、工程設計、測試技能和科學研究的基本訓練），具有從事相關工藝及設備設計、生產組織管理的潛能及相關專業開拓能力。
三、應用型本科專業基礎課教學存在的主要問題
依照1998年第一次全國普通高校提出教學改革的基本思路，各高校的部分專業基礎課和專業課的課時均有不同幅度的減少。依據人才學觀點，人的知識結構是否合理，在應用知識領域是否獲得成果，主要看他是否具有豐富的理論。目前，應用型本科專業基礎課教學主要存在以下問題。
1.專業基礎課和專業課之間學科知識滲透和遷移不夠。比如：冶金工程的主要專業基礎課程（包括物理化學、冶金原理、冶金傳輸原理、金屬學與熱處理）教學內容大多照搬一般本科模式，教材選用研究型大學的，不能適應現代冶金生產及應用型本科人才培養的要求。
2.現在的應用型教學，大多數學生在生產操作中，基本都知道該怎么操作，而不知道為什么這樣操作，給企業產品創新和工藝成本優化帶來不便。
3.忽略了當代學生的一些心理特點。因此，對應用型專業，要想在國內有一定競爭力，對專業基礎課的教學目前仍是亟待關注的問題。
四、加強專業基礎課教學理念的探討
本文針對當前基礎課程教育存在的問題，為企業培養合格人才，使企業在產品成本和創新之爭立于不敗之地，從以下幾個方面探討。
1.明確專業基礎課的地位。
專業基礎課是后續專業課學習的基礎，是培養學生可持續發展能力的重要途徑。專業基礎課教學不同于專業課教學，也有別于公共基礎課教學，它有很強的專業性和實踐性，在公共基礎課和專業課之間起到了橋梁和紐帶作用。專業基礎課應當完成公共基礎課應盡而未盡的職責;使學生具有適時“轉崗”能力是專業基礎課應當發揮的新作用。
2.優化和更新應用型專業基礎課的教學內容。
根據不同學科和專業要求，在教學中進行有思考的組合，隨時把最新的相關內容補充到教學中;同時，淘汰一些陳舊和重復的內容;不定時修改教學內容。
從學科的發展講，專業基礎知識與專業知識之間，始終存在一個專業知識不斷基礎化的過程。當專業知識成熟、普及之后，就有基礎化的可能，因此，對于基礎知識而言，無論是概論性的，還是史論性的，對于日益龐大的知識體系，必須進行條理化，要接受那些普及化的專業知識，將其容納入基礎知識之中，否則，難免會造成專業知識與基礎知識之間的脫節。
3.強調專業基礎課之間的相互滲透，明確其與先行和后繼課程的關系。
加強專業基礎課實用教學法的研究有利于學科間知識的相互滲透與融合;有利于提高專業基礎課和專業課教學的實效性和實用性;有利于縮短培養學生的時間和空間;有利于培養高技能適用性人才。
4.加強專業基礎理論和實踐的緊密結合。
工程實踐與實驗教學始終是培養應用型人才的一個重要環節。對實踐教學體系可采取“點、線、面、體”多層次訓練方案，形成由單一到綜合、相對獨立到科學融合的實踐教學體系，培養學生的實踐能力和創新精神。既可加深學生對理論知識的掌握，又可以加強學生分析問題、解決問題等綜合能力的培養。
5.從專業課的角度上專業基礎課。
專業基礎課教學歷來是本科教學的難點，其知識結構層次強，難于理解，內容又枯燥乏味，缺乏趣味性，但又是學生必須掌握的專業基礎知識。其教學最令教師頭疼，老師往往講得口干舌燥，學生卻聽得懵懵懂懂，收不到理想的教學效果。如果站在專業課的角度學習專業基礎課，則更有利激發學生興趣和對專業基礎課的掌握。
6.提高教師素質，強化教師自，加強“雙師型”教師隊伍的建設。
許多教育專家認為學術水平高不一定教學水平高，但真正在教學上優秀的教師一定是在學科領域有造詣的、有學術見解的教師，正所謂站得高，看得遠。所以我們必須不斷提高自身素質，擴大知識面，才能不斷提高教學水平。提高教師的自，更有利發掘教師的潛能。加強“雙師型”教師隊伍建設則利于應用型本科的發展。
7.重塑學生吃苦耐勞，加強心理素質培養，確定健康向上的理念。
獨立能力差，依賴性強，缺乏吃苦耐勞的精神，缺少接受生活的挑戰和考驗，這對當今大學生心理、思想的成熟非常不利。而專業基礎課是在公共基礎課之后，難度可想而知，由此激發學生吃苦耐勞，確定健康向上的理念則是必要的。
五、加強專業基礎課程教學實施方案
1.充分發揮新時代學生的特性，激發學生對專業基礎課程的學習興趣。
（1）針對當代學生的弱點，加強人生觀、價值觀教育，加強艱苦奮斗教育，充分發揮學生的主動性和創造性，敢于迎接任何挑戰和選擇生活道路，正視學習中的種種困難，確立健康向上的生活理念，克服自卑、依賴心理。
（2）面對畢業生就業難的問題，希望在大學幾年里能夠充實自己的實力，提高自身綜合素質，從而參與社會競爭。
（3）學習環境對學生的健康成長非常重要，應從實際出發，為學生創造一個良好的學習環境，真正做到“教書育人，環境育人”。
2.優化和更新專業基礎課內容，加強專業基礎課老師不定期討論、交流，實現各專業基礎課程的相互滲透。
（1）優化教學內容，以達到減時增效。比如冶金專業物理化學中的熱力學，動力學，在冶金原理中就要精簡;冶金原理中的相圖，和金屬學中的相圖進行優化。
（2）調整一些選修課進入專業基礎課之列，比如熱工儀表和自動檢測技術。
（3）專業基礎課老師不定期討論、交流，實現各專業基礎課相互滲透。比如鐵水預脫硫，用何種脫硫劑是冶金原理研究的內容，但如何把脫硫劑加入鐵液中，則屬于傳輸原理要研究的范疇。
3.加強專業基礎課中的實踐教學，引導學生用所學專業知識解決現場生產問題[2]。
（1）開展教學參觀活動的嘗試。由于課程性質的不同及學生缺乏專業生產的知識和經驗，課程抽象。通過教學參觀，利于學生對所學專業的熟悉;更能體會到工作的艱辛，認識到知識的重要性和科學技術的價值。
（2）融合專業基礎課實驗，結合所學專業基礎知識和現有設備，最后增加一項有學生自主設計實驗，評分可采取彈性標準，培養創新能力，激發學生潛能。
（3）加強生產實踐環節，增設學生自主提問題一項，然后嘗試用所學專業知識解決，以提高學生用專業知識思考和解決現場問題的應變能力。
4.加強教師自身素質，提高教師自，實施啟發性和創新性教學。
（1）加強教師自身素質，教學中，要了解先行課程的基本內容，避免重復和銜接不上，明確與后繼課程的關系，突出課程自身要求。教學過程中提高語言魅力;采用嵌入式雙語教學。要培養學生從復雜現象中找到規律，培養學生洞察力。專業基礎課教師大多是青年教師，其言行舉止對學生有很大影響。
（2）提高教師自，實施啟發性和創新性教學，根據課程需要，安排和營造啟發性教學，結合學生討論，助講，答辯及學生反串教師的角色，采用多元考試模式，加深學生對專業基礎課程的理解，亦可激發學生的其他潛能。
5.利用網絡平臺，提高學生自主學習能力。
伴隨網絡平臺的蓬勃發展，利用網絡平臺對專業基礎知識的了解和更新，則更為重要，除了傳統的手工檢索和計算機檢索外，學生還要加強對專業網絡論壇、群體及貼吧、問問等網絡空間的應用，提高文獻檢索和信息搜集的速度和效率，強化自主學習能力。
六、結語
專業基礎課是應用型本科課程體系的重要組成部分。起到承上啟下的作用，加強專業基礎課教學，明確其地位，能更有利于整體專業教育，能更加系統地學習專業知識，有利于加強應用能力培養，保證大學與工廠實現人才輸出“無縫對接”。
參考文獻：
[1]張文慧，龔毅.加強專業基礎課教學改革，培養學生實踐創新能力[J].鄭州輕工業學院機電工程學院，2010（5）.
關鍵詞：高爐 泥炮 液壓系統
前言
高爐泥炮是高爐生產的重點設備之一[1]，泥炮能否正常工作，直接關系到高爐的生產能否順行。傳統液壓系統的設計主要考慮系統的工作能力、可靠性及成本，不太注意系統的效率[2]。系統的效率大多在50%左右，造成能量損耗過大，因此其節能的潛力很大。而造成液壓系統效率低的根本原因是功率不匹配。提高液壓系統效率的基本途徑，是使系統的輸入功率與執行元件的輸出功率相匹配，功率匹配程度愈高，系統效率愈高。
本文針對山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠高爐泥炮液壓系統的現狀，介紹定量泵液壓系統的功率匹配方法與節能途徑。
1.液壓傳動的特點
①體積小、重量輕、單位重量輸出的功率大；②在大范圍內實現無級調速；③操縱控制方便，與微電子技術和計算機技術的結合已成為實現自動化的重要手段；④慣性小、響應快；⑤易實現過載保護，安全性好，采用礦物油作工作介質，自性能好。
2.高爐泥炮液壓系統設備簡介
該液壓系統使用40#抗磨液壓油。加油時油液必須超過上部液位計刻度。運行前應確保液壓站與油缸連接的管路經過清洗，以及液壓油符合清潔要求。使用前點動電動機，確定電機旋轉方向正確。本液壓站泵組額定壓力為20MPa，液壓站37KW泵組采用手動變量柱塞泵，如系統需要采用較高壓力，可人為調低油泵流量，調高溢流閥壓力（最高壓力不應超過25MPa），并在調整過程中注意觀察電機電流不得超過其額定電流。
3.定量泵液壓系統
定量泵液壓系統是定量泵供油，用節流調速的方法調節執行元件的速度。其功率損失較大，效率低，但由于結構簡單，成本較低，仍被各行業廣泛地應用。造成定量泵液壓系統效率低的根本原因是定量泵的輸出壓力、流量與負載所需的壓力、流量不匹配，產生溢流、節流和卸荷能量損失。因此定量泵液壓系統的節能途徑就是盡可能的使系統的輸入功率與執行元件的輸出功率相匹配。
定量泵液壓系統中單定量泵供油是最簡單的回路。但這種回路只適用于恒壓力、恒流量的載荷類型。如果用在多負載多速度的工作循環中，則效率在35%以下。因此，根據功率匹配的原理，對多負載多速度液壓機械，可選用多泵驅動回路。圖1是由三個定量泵組成的驅動回路，由控制閥4、5、6控制向系統供油，可得七種流量組合（若用四臺泵，可組合出十五種流量），這種多泵驅動回路用于多負載、多種速度的液壓機械， 比用單泵驅動， 可以節能50%以上。
1 高壓小流量泵；2、3 低壓大流量泵；4、5、6 程序控制器
在定量泵系統，采用恒功率調速的方法也可提高系統效率。恒功率調速的調速特性類似于恒功率變量液壓系統，但成本較低。泵輸出流量QS =const，泵輸出壓力油液P作用在壓力自動控制節流閥的控制活塞S1和節流閥芯S2上。
當系統壓力小于閥4的調定值時，即PS1≤PS2+kX0時，由于節流閥口未開，閥口通流面積a=0，經閥口的溢流量QL=0，因而進入執行元件的流量QC=QS-QL=QS，此時，執行元件具有最大速度。
當系統壓力大于閥的調定值，即PS1>PS2+kX0 時，節流閥閥芯上移，閥口開啟，a>0，部份液流經節流閥口溢流，進入執行元件的流量QC =QS-QL
4.結論
在山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠泥炮的液壓系統中，存在一定的定量泵，而定量泵在運行過程中由于能源利用率偏低，造成管路中出現噪音和管路振動，室油溫升高過快，大大縮短了備件的使用壽命，通過改造后，保證了高爐泥炮液壓系統正常運行，為高爐的穩定順行創造了良好的條件。
參考文獻：
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一、鋼鐵企業多元產業發展現狀
目前，無論是國際大環境還是我國鋼鐵行業內部都呈現出多元成本文化建設不斷為鋼鐵主業降本增效的良好趨勢。以非鋼產業為典型例子的多元成本文化建設提高了鋼鐵企業的生命力，帶動了鋼鐵主業的發展，為鋼鐵企業迎接市場挑戰增添了新的動力。在國際方面，以德國蒂森克虜伯集團為例，目前其已經成功升級為全球性的專業材料、技術集團，通過在專業材料和技術領域的提升，除了鋼鐵主業外，還擁有產品服務、升降機技術、工廠技術、零部件技術、船舶系統等其他非鋼產業。通過蒂森克虜伯2011—2012年的營業收入數據統計可知，鋼鐵主業營收僅占其26%，而產品服務業和其他產業營業收入卻占到了整體的31.2%和43%，均已遠超主業的經營收入。在國內方面，以武鋼為例，其多元產業發展經歷了3個階段：1992年，實施了“精干主體、分離輔助”改革；1998—2002年，結合輔業改制，對非鋼企業完成了公司制改造和專業化整合；2011—2012年，按照“同產業歸并、同產品歸類”的原則，完成了產業化整合，初步形成了礦產資源、國際貿易、高新技術、鋼材深加工、資源綜合利用、金融產業、鋼鐵物流、冶金工程及裝備制造和現代城市服務等相關產業集群，成為武鋼新的利潤增長點。2012年，非鋼多元系統職工5萬人，營業收入達到623億元，其中外銷收入262億元、利潤30億元。
近年來，安鋼集團也在積極加大多元成本文化建設，以一系列的政策改革和組織會議，為非鋼產業降本增效、實現產業模塊的崛起鼓足動力。安鋼集團積極整合產業鏈，以“認清形勢，堅定信心，轉調求存，逆勢再起”和“三個務必”的戰略思想，通過“1＋8”、加強大宗原燃料采購、環保和節能減排等戰略措施，已在實現多元產業運作的道路中取得了很多成績。2014年，安鋼按照新的產業布局要求，主要在做強鑄管和鑄造基地、自有鐵礦石基地和一流的冷軋產品基地，做強服務鋼鐵主體的冶金爐料、資源綜合利用、新興物流產業板塊，做強生活服務和農林、鋼材延伸加工配送、工程技術產業板塊，做強國際貿易、自動化、新產業板塊，打造鄭州實業、醫院事業和房地產板塊“三張名片”等方面加強企業非鋼產業的整體競爭實力。
二、國內鋼鐵企業的多元產業發展共性分析
1.產業鏈上展下延，發展資源產業、產品服務業目前，國內的很多鋼鐵企業在開展多元產業建設過程中普遍采取的是產業鏈拓展模式，加強資源產業和服務產業的發展，這對于降本建設有一定的益處。拓展產業鏈有利于提高主業和非鋼產業的效益。而資源產業和服務產業屬于低成本投入的產業，不僅能以低成本換取高收益，還能夠為鋼鐵主業拓展市場，是“降本增益”的高明之舉。此外，以拓展產業鏈的方式建設多元成本文化戰略有利于以資源換資本、改善過往落后的經營模式，進一步迎合市場的發展需求，產業結構進一步得到了優化。例如：目前寶鋼已擁有40多家全國加工配送中心負責幫助其實現降本增效，加工能力達到800萬噸；武鋼江北公司在生產金屬制品方面具有100萬噸的能力，同時對鋼結構制造服務領域進行了拓展，最近又收購了蒂森克虜伯的全球激光拼焊業務。
2.發揮平臺優勢，發展金融服務業平臺的優勢在于可以整合多方資源，實現鋼鐵企業經營上的專業化、規?；约爱a業化。營銷戰略以及發揮金融服務平臺的作用有利于加速物流、金融服務貿易的發展，實現產業的“降本增效”。目前，我國很多鋼鐵企業都在積極組建和成立集團財務公司，通過投資參與證券、銀行、信托、保險等金融產業。例如：寶鋼集團成立了華寶投資公司，武鋼成為漢口銀行第二大股，等等。
3.綜合利用資源，發展節能環保產業鋼鐵企業的發展需要投入巨大的獎金成本，資源的浪費會阻礙鋼鐵產業的發展，而節約資源、發展節能環保產業則可以降低鋼鐵主業的成本投入。循環使用鋼鐵冶煉過程中的余能余熱發電可以獲得成本資源的高效回報，還能帶動非鋼產業鏈的發展。同時，節能環保服務業也是非鋼產業鏈的一個優良分支。例如，近年來馬鋼、首鋼、武鋼、重鋼組建的節能環保技術服務公司就是很好地證明。2012年，馬鋼創建了馬鋼欣創環保公司，當年就獲得收益3.5億元，凈利潤高達1000萬元。
4.主流程輔助配套，發展生產業鋼鐵企業中非鋼產業作為企業經營發展的“活力素”，積極帶領鋼鐵企業走上繁榮發展之路，鋼鐵企業應該追求產業鏈的延伸和拓展，在提升價值鏈的同時，積極拓展鋼鐵主業的邊界產業。生產業主要有物流產業、信息化產業、工程技術產業以及貿易產業等，其具有低投入的特點，結合鋼鐵行業的主流程業務，方便鋼鐵企業完成降本增效的任務。目前，很多鋼鐵企業已經做得很好，例如：沙鋼的玖隆物流園區，寶鋼寶信公司的軟件技術上市公司，寶鋼、武鋼的國際貿易公司，等等。
三、安鋼多元成本文化建設的成效
2014年，安鋼集團鐵前板塊通過抓經濟料使用、加強工藝技術研究、優化高爐操作、優化配煤配礦結構降成本，鋼后板塊通過抓增產增效、靈活創效、優化產品結構增效益，非鋼板塊抓內外部市場開拓和新產業培育?！叭蟀鍓K”全年共降本增效5.65億元。冷軋、舞陽鐵礦、醫院綜合大樓“三大工程”按照目標節點有序推進，安鋼大廈、淇縣農業區、永通鑄造工業園“三大合作”取得了新進展。安鋼集團公司打破傳統經營理念，對生產經營模式進行了顛覆性的變革調整，加快由“生產型”向“市場型”轉變，構建了以低成本戰略為核心，以市場為導向，快速反應、靈活高效的生產經營新模式。2014年，安鋼使用經濟礦512.9萬噸、經濟煤141.6萬噸；本部生鐵成本每噸同比降低422元。2014年10月，取得噸鐵成本比行業平均水平低10.32元、行業排名第25名的好成績。2014年，安鋼集團共研發推廣高強度箱體鋼板、汽車大梁用卷板、耐候鋼等新產品63個，品種鋼、品種材比例分別達72.16%、80.06%，薄、小、寬、厚極限規格產品產量達195萬噸，在產量大幅增長的情況下，實現產銷基本平衡。安鋼集團還克服了資金緊張壓力，堅持發展不停步，拓展合作新渠道，“三大工程”建設和“三大合作”項目穩步推進，全年完成固定資產投資4.02億元。
四、結束語
關鍵詞：鎳 紅土鎳礦 水萃 水萃爐渣 冶煉爐渣 磁選 浮選 硅酸鹽水泥
YANG Yongliang,GAO Suoshan,GAO Zhankui
Abstract:Summary:This paper analyzes and summarizes the laterite nickel ore smelting slag recycling semi-industrial testing, industrial testing and industrial production, exploration and research and application. Describes a suitable laterite smelting slag recycling and effective method for non-ferrous and ferrous metal smelting slag recycling research to provide some reference.
Keywords:nickel ; laterite nickel ore; water extract; water extraction slag; slag; magnetic separation; flotation; Portland cement
概述
在自然界中，鎳主要以硫化鎳礦（30%）和氧化鎳礦（70%）存在。由于鎳元素親氧及親硫性的差異，在熔融巖漿中，當有硫元素存在時，鎳能優先形成硫化礦物，并富集形成硫化礦床；而氧化鎳礦是含鎂鐵硅酸鹽礦物的超基性鹽經長期風化形成的礦石，在風化過程中鎳自上層浸出而后在下層沉淀，NiO取代了相應硅酸鹽氧化鐵礦晶格中的MgO和FeO。如何利用紅土鎳礦資源是當下各研究機構及鎳行業企業需要考慮和面對的，而目前國內外紅土鎳礦利用主要以火法工藝、濕法工藝及火濕結合工藝。隨著火法冶煉技術的不斷提高及除塵技術及工藝的不斷完善，近年來紅土鎳礦采用火法工藝利用的企業不斷增加，但由于火法工藝在生產過程中，冰鎳項及渣項層難以準確把握，難免導致爐渣中流入部分冰鎳熔融體，再者爐渣長期堆放形成的淋溶現象將嚴重污染周邊環境。針對紅土鎳礦資源的現實利用情況，本文闡述了采用磁―浮聯合工藝處理紅土鎳礦冶煉爐渣的方法及過程（已投入工業化生產，并獲得良好的經濟效益和環境效益），展望了紅土鎳礦冶煉爐渣綜合循環利用的研究方法及思路，
1、冶煉爐渣的現狀說明
北鑫、東鑫、利鑫及鑫源四個冶煉廠是昊天集團下屬企業，加工處理從菲律賓和印度尼西亞購買的紅土礦。經過近4年的生產建設及完善，爐型規格由原有的1m2改為2m2、2.8m2、9m2、18.4m2等，爐性結構及除塵收咽系統也都做了相應改進，并獲得了良好的冶煉技術經濟指標。按2.8m2爐床規格統計共有鼓風爐約120臺，滿負荷生產日產冶煉爐渣約4957噸（根據技術水平、鎳市場及供求關系綜合考慮，現鑫源和利鑫技改為鎳鐵冶煉，但無論加工任何產品，冶煉爐渣的日產量大約是相當的），如此規模的紅土礦冶煉在當今國內外同行業中都是令人驚嘆的。但其所產出的爐渣僅堆存問題就牽制的企業的進一步發展。為此，如何將紅土礦冶煉爐渣變廢為寶、綜合利用將是公司長期而艱巨的一個系統工程，也正是我饌寫本論文的意義所在。
2、建設選礦系統的意義
根據公司長遠發展戰略，紅土礦冶煉板塊和選礦板塊是相輔相承、互為補充密的。選礦如何依托冶煉，對紅土礦冶煉廢棄爐渣資源進行利用和優化配置，對冶煉工藝進行有效補充，形成具有特色優勢的冶煉、選礦循環網絡，將對公司快速發展起到積極的作用。
使爐渣中有價單質、礦物及化合物分離和再次富集，充分回收利用廢棄資源，增加公司新的經濟增長點，增強公司市場競爭能力；浮選精礦產品可作為冶煉返爐渣原料，既可提高入爐原料鎳品位，穩定入爐原料成分，還能降低冶煉原料成本； 緩解爐渣堆放難題，進一步改善冶煉廠周邊環境；為硅酸鹽水泥工業生產準備合格組分和粒級的原料。
3、建設選礦系統的依據
3.1 紅土礦冶煉爐渣成分分析
冶煉造渣是根據“熱力學原理”、“動力學原理”及“物質結構學原理”反應的過程。經對紅土礦和冶煉爐渣物相分析，公司采購紅土礦成分為αNi=1.35～1.90%、αFe=12～15%、αSiO2=30～42%、αMgO=20～25%、水分18～25%；爐渣成分為αNi=0.15～0.30%、αFeO=10～15%、αMgO=18～20%，αSiO2=35～45%，αCaO=10～18% ,αAl2O3=1～3%及其它，圖1表示爐渣成分與爐渣含鎳關系曲線，圖2表示爐渣含鎳與冰鎳含鎳關系曲線。
圖1 爐渣成分與冰鎳含鎳關系曲線
圖2 渣含鎳與冰鎳含鎳關系曲線
3.2 選礦工藝流程方案試驗探索
紅土礦冶煉爐渣分析表明，該爐渣含SiO2、MgO、CaO較高，FeO次之，Al2O3較少，含鎳0.15～0.30%。考慮到爐渣成分組成復雜，影響因素較多，為充分探索或摸索爐渣回收利用可能性，分析爐渣能否回收利用的內在因素。因此，試驗方案確定與常規選礦試驗有所不同，即不僅考慮選擇合理的試驗工藝流程（浮選及磁―浮聯合工藝）；還將從爐渣試樣上就加以控制分析（同一批次試樣分兩批進行試驗，即爐渣水萃樣和爐渣未水萃樣）。試驗樣從利鑫冶煉廠爐渣料場選取，采用汽運方式運至北鑫公司小選廠（即規模為50噸/日金礦選礦廠），共采取爐渣試樣2645噸。
3.2.1 試樣磨礦細度試驗
磨礦是選礦流程中的一個重要環節，磨礦細度是否適宜直接影響到選礦指標的好壞。由于紅土礦冶煉爐渣是在約1450℃熔煉過程中造渣形成的，其組成成分復雜，含鎳礦物的嵌布粒度較細，而且含鎳礦物之間以及它們與脈石礦物或渣相共熔體之間的關系緊密，因此，磨礦粒度對爐渣中含鎳礦物或單質的回收及品位的提高有很大影響。
3.2.1.1 試樣篩分分析（如表1）。
3.2.1.2 磨礦細度試驗
采用CMC作為抑制劑，BX作為捕收劑，BK206作為起泡劑進行了磨礦細度試驗研究，試驗結果見圖3和圖4。
圖3 水萃樣磨礦細度選礦實驗結果關系曲線
圖4 原渣樣磨礦細度選礦試驗結果關系曲線
3.2.1.3 試樣磨礦細度分析
經過對冶煉爐渣水萃試樣和原渣試樣的粒級篩分分析，水萃試樣和原渣試樣中含鎳礦物主要集中在-0.104～+0.04粒級之間，該粒級區間的鎳品位均高于試樣渣鎳品位，且兩種試樣含鎳礦物分布差別不大，該粒級范圍所含鎳礦物采用常規選礦方法提取條件是具備的、可行的。圖3和圖4磨礦試驗結果表明，隨著磨礦細度的增加鎳品位逐漸增加，但過細均對鎳回收率有影響，因此，水萃樣磨礦細度以-74um占78%為宜，原渣樣磨礦細度以-74um占75%為宜。
3.2.2 試樣渣選礦試驗
紅土礦冶煉爐渣是在高溫下經過復雜的物理化學過程而形成的，其結構復雜、含鎳礦物或含鎳共熔體構造變化較大，渣型及成分受外界的影響因素較多；另外，造渣過程其實就是冰鎳共熔體和爐渣共熔體形成的過程，兩共熔體在爐缸中融合并分離是一個動態連續的過程，其液相分離層在兩液相分離過程中或分離放渣、放冰鎳瞬間性質及穩定性均會發生變化，導致放渣時難以避免會有一定量的冰鎳包裹在爐渣中，爐渣在冷卻過程中其成分及性質也會發生相應的變化，尤其是包裹在其間的塊狀或粒狀冰鎳較為明顯，不僅緊密地包裹在爐渣固相中，還與爐渣固相形成一層較薄的冰鎳包裹層。結合上述試樣性質及特點制定出以下四套工藝流程方案展開試驗研究。
3.2.2.1 試樣渣浮選試驗
本試驗以水萃樣和原渣樣兩組平行對比試驗進行研究，共選取水萃樣215噸，原渣樣396噸，水萃樣鎳品位αNi=0.277%，原渣樣鎳品位αNi=0.281%。藥劑制度選取采用CMC作為抑制劑，BX作為捕收劑，BK206作為起泡劑，加藥點及加要方式等均嚴格按常規試驗進行。
3.2.2.1.1 浮選工藝流程
圖5 試樣渣浮選工藝流程圖
3.2.2.1.2 浮選實驗結果(如表2）。
表2
3.2.2.1.3 浮選試驗結果分析
通過兩種試樣的平行對比試驗分析，水萃樣及原渣樣采用浮選方法均能得到一定程度的分析和富集。水萃樣當CMC用量為860g/t、BX用量為120g/t、C125用量為160g/t時浮選指標達到最佳狀態，獲得精礦鎳品位βNi=2.897%、鎳回收率εNi=40.30%；原渣樣當CMC用量為800g/t、BX用量為125g/t、C125用量為158g/t時浮選指標達到最佳狀態,獲得精礦鎳品位βNi=3.594%、鎳回收率εNi=52.92%(如圖6-11）。
3.2.2.2 試樣渣磁―浮聯合試驗
經過對試樣渣浮選試驗得知，水萃渣和原樣渣采用浮選方法均能得到一定程度的回收和利用，從藥劑制度及選別指標上看原樣渣獲得的技術指標遠遠好于水萃樣，根據冶煉過程及爐渣特性推斷，該差距可能是由于爐渣在水萃過程中爐渣組分發生了較大的變化，尤其是爐渣中所含的Ni3S2-FeS-Ni-Fe親鐵冰鎳在爐渣溫度急劇變化過程中發生了反應和重新分布。因此，本試驗主要以原渣樣展開研究，共處理原渣樣1568噸，原渣樣綜合鎳品位αNi=0.268%。
3.2.2.2.1 磁―浮聯合工藝流程
圖12 試樣渣磁―浮聯合工藝流程圖
3.2.2.2.2 磁―浮聯合試驗結果(如表3，如圖13-14）
表3
圖13 原渣樣浮選關系曲線試驗結果
圖14 原渣樣磁選關系曲線試驗結果
3.2.2.2.3 磁―浮試驗結果分析
經磁―浮聯合工藝選別可獲得綜合產品平均βNi=3.389%，鎳回收率εNi=57.14%的較理想指標。即磁選鎳產品βNi=6.500%，鎳回收率εNi=15.08%；磁選尾礦進入浮選加工處理可獲得浮選精礦βNi=2.890%，鎳回收率εNi=49.22%。
3.2.3 選礦試驗結果總結分析
本次選礦試驗共處理紅土礦冶煉爐渣2179噸，爐渣原礦平均鎳品位αNi=0.271%。經對試樣渣浮選試驗、磁―浮聯合試驗及結合爐渣中所含的Ni3S2-FeS-Ni-Fe親鐵冰鎳在爐渣溫度急劇變化過程中發生了反應和重新分布情況綜合剖析，確定了紅土礦冶煉爐渣回收利用需注意的問題和方法。即在紅土礦冶煉爐渣回收利用中切記水萃處理，避免爐渣固相中的Ni3S2-FeS-Ni-Fe親鐵冰鎳和爐渣固相組成成分再次發生化學物理變化，不利于磁選作業的選別；采用磁―浮聯合選別可獲得綜合產品平均βNi=3.389%，鎳回收率εNi=64.3%的較理想指標。即兩種品級差別較大的鎳產品，其中獲得磁選親鐵產品鎳品位βNi=6.500%，鎳回收率εNi=15.08%，磁尾入浮選后可獲得鎳精礦βNi=2.890%，鎳回收率εNi=49.22%。
3.3 鎳資源儲量及市場分析
目前，全球已探明的鎳資源儲量約為1.6億噸，其中硫化鎳礦約占30%，紅土礦約占70%，而近20年來硫化鎳礦新資源勘探上沒有重大突破，保有儲量急劇下降。如以年產鎳量120噸計算，則相當于2年采完一個加拿大伊灣鎳礦床、5年采完金川。因此，全球硫化鎳礦資源已出現資源危機，且傳統的幾個硫化鎳礦礦山的開采深度加深，礦山開采難度加大。為此，全球鎳行業將資源開發的重點瞄準儲量豐富的紅土鎳礦資源――紅土鎳礦資源為硫化鎳巖體風化―淋濾―沉積形成的地表風化殼性礦床，世界上紅土鎳礦分布在赤道線南北30度以內的熱帶國家，集中分布在環太平洋的熱帶――壓熱帶地區，主要有：美洲的古巴、巴西；東南亞的印度尼西亞、菲律賓；大洋洲的澳大利亞、新咯里多尼亞、巴布亞新幾內亞等。我國鎳礦資源儲量中70%集中在甘肅，其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陜西和青海和湖北7個省，合計保有儲量占全國鎳資源總儲量的27%。我國鎳礦類型主要為硫化銅鎳礦和紅土礦。我國的紅土礦主要從菲律賓進口。由于自1970年起日本與菲律賓開始進行合作，成立合資礦業公司開采含鎳2%以上的高品位鎳礦，運送回新日鐵和住友商社進行冶煉，導致菲律賓的高品位鎳礦砂被日本企業壟斷，而我國只能進口鎳含量在0.9――1.1%的低品位鎳礦砂。
針對國內外鎳資源儲量狀況和現有對其開發利用的技術水平及結合社會高度快速發展而對鎳資源的需求綜合分析，鎳金屬價格出現不符合市場規律的瘋狂暴漲，導致菲律賓與印度尼西亞漫山遍野不值錢的黃泥――紅土鎳礦從200元/噸猛漲至1800元/噸，在此，我想表達的是這種現象是由國際資金操縱及鎳礦進口商的進口經營權壟斷而引起的。因此，我認為比較理性的鎳市場行情是24萬元/噸。針對這個理性客觀的市場價格，對我要提出的建設冶煉爐渣處理系統還是有很大的利潤空間的。
4、工業生產說明
在前期半工業試驗的基礎上，北鑫公司用規模為300噸/日的北鑫選礦廠組織了工業生產，期間共處理紅土礦冶煉爐渣38062噸，爐渣原礦αNi=0.271%，選別獲得綜合磁選作業產出鎳產品βNi=6.650%的塊狀親鐵冰鎳251.3噸，鎳回收率εNi=16.2%；磁選尾礦αNi=0.229% 經浮選作業產出βNi=3.120%的鎳精礦1338.1噸，鎳回收率εNi=48.2%。
5、經濟概算
為使此經濟概算具有較強的戰略指導意義，在概算中重點體現了當前鎳市場行情及今后較理性、穩定、客觀的鎳市場。計劃依據為磁選碎礦作業3.19元/噸，浮選系統為70元/噸，為此，磁―浮聯合選別經濟平衡點為11.911萬元。當前市場價17.5萬元，磁選利潤為46.29元/噸爐渣，浮選為負利潤-2.39元/噸爐渣；當市場價為22.0萬元時，磁選利潤為59.01元/噸爐渣，浮選利潤為14.99元/噸爐渣；當市場價為26.0萬元時，磁選利潤為70.32元/噸爐渣，浮選利潤為30.44元/噸爐渣。詳細結果見表4：
6、基礎設施及其它分析
經過長期的建設，集團下屬各冶煉廠已形成一定規模，具備建設選礦系統的基礎條件（主要指建設場地），另外， 各冶煉廠在地方已具有一定影響，加之，選礦系統的建設主要是針對廢棄資源回收再利用，形成有利的資源循環加工網。這對公司自身發展、環境保護都是有利，為此，可以得到地方政府的大力支持。
6.1 建設選礦系統規模
探索廢物資源開發產業鏈，挖潛其利潤空間，追加新的經濟增長點，真正實現資源最優培配置，達到企業發展和環境保護相協調，特色形成具有特色優勢和競爭優勢的自由開發利用網絡，將是公司的一個工作重點和方向。為此，以上三個步驟進行規劃為宜，即破碎系統――浮選系統（包括降鎂作業）――硅酸鹽水泥系統。
6.1.1 破碎系統建設
一期工程（破碎系統）以產出鎳品位為7-8%的塊狀低冰鎳為主，零風險（經濟平衡點2.05萬元/噸），利潤空間很大，應進行快速建設。
6.1.2 浮選系統（包括降鎂作業）建設
二期工程（浮選系統）建設主要有兩個目的，即獲取浮選利潤和為硅酸鹽水泥生產準備合格原料，存在一定風險（經濟平衡點21.8萬元/噸）,利潤空間不大，可緩建。
6.2 硅酸鹽水泥系統建設
三期工程（硅酸鹽水泥系統）建設主要取決于水泥生產技術和鎳市場（因為鎳市場決定二期工程）。
6.2.1 冶煉爐渣主要成分說明
紅土礦（鎂質硅酸鎳礦）礦床的上部，由于風化淋濾作用的結果，導致鐵多、硅少、鎂少、鎳較低、鈷稍高的特點；而隨著開采的深入，風化再次富集，導致硅多、鎂多、鐵低、鎳較高、鈷較低的特點。結合公司紅土礦原料的來源情況及其礦床特點等信息推斷：該紅土礦原料主要來源于含鎳褐鐵礦及變質橄欖巖礦床中。經化驗分析，綜合氧化鎂品位mgo=17%,氧化鈣品位cao=4-7%，二氧化硅品位sio大于30%。
6.2.2 硅酸鹽水泥原料
從冶煉爐渣主要成分可以看出，該爐渣在很大程度上適宜做硅酸鹽水泥原料。
石灰質原料：主要提供cao，采用石灰巖、凝灰巖和貝殼等；粘土質原料：主要sio2、al2o3及fe2o3。采用粘土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等；輔助原料：鐵礦粉等；生料中個組分百分含量：CaO:62～67%,SiO2:20～24%,Al2O3:4～7%,Fe2O3:2.5～6.0%.
6.2.3 硅酸鹽水泥生產過程
把硅酸鹽水泥的生產技術簡稱為兩磨一燒，其生產工藝可簡略表示為圖15：
圖15 硅酸鹽水泥生產工藝流程圖
7、結語
通過上述半工業試驗及工業生產數據研究，可以得出以下結論：
紅土礦冶煉爐渣采用浮選方法選別時不能將爐渣水萃；紅土礦冶煉爐渣采用磁―浮聯合選別方法能獲得較理想的技術指標，具有較好的經濟效益和環境效益；紅土礦冶煉爐渣通過磁―浮聯合流程選別的尾礦在硅酸鹽水泥生產中同樣具有不可忽視的價值，應該引起同行的重視，深入探索和研究。
參考文獻
[1]孫倬等.重有色金屬冶煉設計手冊.冶金工業出版社,1996.
[2]郭學益,昊展,李棟.鎳紅土礦處理工藝的現狀和展望[J].金屬材料與冶金工程,2009.
