G004材料与能源大类冶金技术.docx
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G004材料与能源大类冶金技术
2013-2015年全国职业院校技能大赛
比赛项目方案申报书
----冶金技术
类别(国赛已有项目*√国赛新项目)
申报单位:
全国有色金属职业教育教学指导委员会
拟举办年份:
2014年
方案申报负责人:
祝丽华
电话:
手机:
邮件:
通讯地址:
北京市首体南路9号主语商务中心7-402室
邮政编码:
100048
申报时间:
2013年8月
2013-2015年全国职业院校技能竞赛
竞赛项目方案申报书
一、赛项名称(须附一张反映赛项特点的压题彩色照片,照片像素不少于3264×2488)
冶金技术
二、赛项组别
高职组
三、所属产业类型
第二产业、战略性新兴产业----冶金技术
四、在现行中职(或高职)专业目录中的分类(全称)
冶金技术
五、赛项方案设计团队构成
赛项方案设计团队由25人组成,其中行业4人,占16%,企业14人,占56%,职业院校7人,占28%,具体名单见附件1《冶金技术竞赛项目设计团队人员名单》。
六、赛项目的
1.提升人才培养质量。
通过竞赛考察冶金技术专业学生在有色金属行业的实践应用能力,展现职业教育成就,促进人才培养与产业发展紧密结合,提高学生技术技能水平,扩大职业教育吸引力。
2.加快有色金属行业冶金技术专业建设。
通过竞赛推动高职学生实习实训基地和教学设施建设,改善实践教学条件,丰富实践教学手段,提高专业技能教学水平,引导职业院校办出特色、办出水平。
3.引领职业教育教学改革发展。
通过竞赛进一步凝聚社会共识,促进产教结合,推动校企合作,创新人才培养模式,深化教育教学改革,加快现代职业教育发展,提升职业教育服务社会的能力。
七、赛项意义与设计原则
(一)意义
高职类院校开设的冶金类专业一般结合有色冶炼和钢铁冶金。
此次竞赛项目设计围绕冶金专业教学要求,选择有色与钢铁冶炼通用的冶炼模式——转炉冶炼作为冶炼专业的竞赛项目,与实践技能相结合、与行业企业相结合、与团队协作相结合,使得竞赛将对于引领职业院校的专业教学改革,促进“双师型”教师队伍建设,促进实训基地建设,促进“工学结合、校企合作”的办学模式及人才培养模式的创新发挥重要作用。
冶金技术专业全国共有51所职业院校开设,此次竞赛项目将适用于22个省市的51所高职院校(名单见附件2)。
(二)设计原则
1.体现冶金行业企业文化。
在理论素养考核内容中增加企业6S管理、安全生产管理、班组管理、岗位操作规范方面的知识。
2.竞赛场景与生产现场高度相似。
竞赛场景是生产现场主控室的仿真,主控设备与生产现场相同,操作软件数据库取自生产记录。
3.工作过程与生产实际一致。
接受生产任务、根据原料条件进行配料计算、冶炼操作、判断处理异常炉况、完整地完成冶炼任务,整个过程与生产过程相同。
4.评价体系兼顾操作技能和理论知识的运用。
5.赛项考核以岗位操作技能为主。
6.结合有色金属产业发展和相关职业院校专业教学内容,设计竞赛标准和方案内容。
7.制定了详细的评分方法、评分细则和成绩产生流程,并制定赛项公开的具体方案和措施,将评价标准融入赛前公布的训练方案中,供参赛院校参考。
八、赛项方案的特色与创新点
1.密切结合企业生产实际,采用虚拟仿真技术,统一训练平台、考试平台。
竞赛使用的仿真系统是在钢铁、有色金属行业职工技能大赛中使用的技术平台基础上,结合职业院校学生特点,开发完成。
操作系统完全根据企业现场工艺过程结合物理模型、工艺模型、经验模型开发完成。
2.参照冶金技术技能要求,结合职业院校学生学习内容要求,结合安全生产、设备检修、设备操作、常用异常工况处置预案设计竞赛知识点。
3.竞赛评分公平、公正、公开,系统现场评分,选手可观评分,可追述查分,排除人为因素影响。
4.操控过程与企业现场相同。
5.比赛平台已经成功在4届行业学生大赛中使用,系统完善具备举办全国大赛基础条件。
九、比赛内容与规则
1.竞赛内容
竞赛包括两个操作项目:
转炉炼铜、转炉炼钢。
2.竞赛规则
竞赛采用单人赛制,每支参赛队由3名参赛选手组成。
选手负责任务领取、研讨设计实操具体方案、以最短时间,最经济的方式,完成两炉铜冶炼和两炉钢冶炼的操作任务。
每队成绩根据转炉冶炼的设计方案、操作时间、物料耗费情况等综合评定。
竞赛按2个操作项目总成绩排出一、二、三等奖。
十、赛项简介(中、英文对照)
检查转炉冶炼对应的安全项和设备,检查无误后向转炉中进行投料操作,同时对转炉、氧枪等设备进行操控。
控制过程中要根据炉内液面、温度和吹炼进度对进料量进行控制。
同时根据对风氧的吹入、溶剂的加入、冶炼周期的把控炼出合格的成品。
Checkthesecurityandequipmentswhichcorrespondtotheconvertersmelting,Ifnothingiswrongyoucouldputthematerialintotheconverter.Atthesametimeyoushouldcontroltheconverter,theoxygenlanceandotherequipments.Intheprocessyoushouldcontrolthefeedquantityaccordingtothelevelintheconverter,thetemperatureandthescheduleofblowing.Meantime,youshouldsmeltthefinishedproductswhicharequalifiedaccordingtotheblowingofwindandoxygen,theadditionofsolventandthecontrolofsmeltingperiod.
十一、比赛样题
转炉冶炼竞赛方法
1.竞赛考核要点
(1)工艺过程(40%)
(2)冶炼结果(40%)
(3)异常工况处置(20%)
2.赛前准备
赛场内计算机以考号为依据排列,每位参赛队员可依据考号找到自己的考核计算机位置,参赛队员可自带计算器进入考场。
3.竞赛程序
每参赛队员按照考号登录进考核系统,阅读计划内容并且开始考核操作,考核结束后计算机将为其自动评价打分,并显示在计算机屏幕上通知参赛队员。
4.竞赛计分点
题目一:
转炉炼铜:
项目
考核要点
内容
操作程序
标准分
评分标准
工艺操作
正常工艺过程中基础操作
安全检查
正常工艺开始训练前的各项安全检查
10
根据所必须的安全检查项定分
工艺规程操作
各项操作应根据操作规程操作,例:
进料角度、挡门烟罩的操作顺序
20
根据操作次序、是否操作动态定分
工艺模型计算量
进料量
根据炉内当前料量决定该次进料量
10
根据炉内当前料量动态决定进料量操作得分
石英加入量
更具当前炉内冰铜品位、冰铜量决定石英加入量
10
根据炉内当前冰铜品位、冰铜量动态决定石英量操作得分
造渣期风氧量的计算设定
造渣期风氧量应根据冰铜品位、冰铜量动态决定
10
设定偏差则根据偏差量动态扣分
规程操作
炉体转动
转动炉体至进料角度或排料角度
10
偏差正负1~2度开始扣分
工艺模型计算量
筛炉期前最后一次加入石英量
此时加入石英量应该准确
5
若加入石英量有偏差则根据偏差度进行扣分
吹炼正常标示
炉温控制
整个吹炼周期中应严格维持炉体温度
10
温度超过一次标准温度范围则进行扣分
工艺模型计算量
造铜期
造铜期风氧量应根据前期风氧量与适应加入量、造渣量动态决定
10
设定偏差则根据偏差量动态扣分
结果判断
判断出铜
根据现象判断出铜
5
根据转录次数决定得分情况,转炉次数越少则分数越高
综合评价
最终结果判定
根据产量、成本核算、直收率、造铜速率定分
10
根据所依据标准结果动态决定扣分情况
题目二:
转炉炼钢
项目
内容
说明
评分项
比赛条件
Q235B,装入量140吨,煤气回收不加分,氧压恒定为0.9MPa,氧流量已设为恒定480m3/min,铁水成分、温度现场给定,废钢不考虑成分变化。
加料基本要求:
关于脱磷要求(加入适当的石灰),关于MgO控制要求(镁球加入量>=800kg,白云石加入量>=1000kg)
生产前检查、安全检查(5分)
20个选择,按照生产前要求和安全要求选择正确项目
5分,每错1题扣1分
过程控制(20分)
小干
碱度过高且FeO过小则返干
根据火焰观察返干预警,出现1次扣2分
中干
碱度过高且FeO过小则返干
出现1次扣5分
大干
碱度过高且FeO过小则返干
出现1次扣10分
小喷
温度降温过快,喷溅
FeO含量过高,喷溅
根据火焰观察喷溅预警,小喷溅金属损失:
1吨/2秒,出现1次扣2分
中喷
出现喷溅后,如果6s内不做任何处理,出现中喷
中喷溅金属损失:
2吨/2秒,出现1次扣5分
大喷
出现小喷后,如果处理错误,出现大喷;
出现中喷后,如果6s内不做处理,出现大喷
大喷溅金属损失:
3吨/2秒,出现1次扣10分
终点前1.5分钟加料
出现一次扣3分
淤渣
开渣,且温度过低后出现。
出现后,如果10s不做任何处理,将累加一次
出现一次扣1分
异常工况处置(10分)
返干处置
提枪、加矿石
6s内不做正确处理或处理错误扣5分
喷溅处置
降枪、加料(所加料不包括矿石,加矿石算处置错误)
6s内不做正确处理或处理错误扣5分
操作流程(25分)
装入废钢(摇炉配合装入角度)
起始45度—终止60度
±2度不扣分,否则扣1分
装废负后是否后摇炉
是否后摇炉
操作缺失扣1分
铁水(摇炉配合铁水装入角度)
起始40度—终止70度
±2度不扣分
关挡火门
开吹前
不在此时间执行或没有执行此操作扣1分
降氧枪点火吹炼
未点火进行加料
扣1分/次
点火枪位过低或过高(1900mm-2500mm)
扣2分/次
点火10s后加料
如果在点火10s内加料扣2分
前期平均枪位过低或过高(1650mm-1800mm)
每偏离范围50mm扣0.5分
中期枪位过低或过高(1500mm-2100mm)
扣1分/次
后期枪位过低或过高(1000mm-1500mm)
扣1分/次
极限枪位1000mm
超过极限枪位扣1分/次
在前三分钟时同时打开所有料仓
扣2分/次
枪位改变过快
扣1分/次
开渣
3分钟后,FeO>15%且加入石灰量>=2000Kg
延时1分钟开渣扣1分
降烟罩
点火到6分钟前
不在此时间执行或没有执行此操作扣1分
升烟罩
停吹前3分钟
不在此时间执行此或没有执行此操作扣1分
开挡火门
停吹后,出钢前
不在此时间执行此或没有执行此操作扣1分
吹炼结束
出钢前操作,结束后不可继续吹炼
未在出钢前操作扣1分
挡渣出钢、加合金
碳粉:
90%;硅铁:
Si:
75%;高碳锰铁:
Mn:
65%、C:
6.5%;铝:
Al:
98%。
操作实施:
先脱氧,再合金化
钢包车到位出钢否则事故
操作顺序不对或未出钢扣2分,出现事故0分退出(要求脱氧完全,脱氧不完全扣2分)
溅渣护炉
氧化镁含量需要控制在大于8%,时间>=2分钟。
注:
氮气消耗不计入成本。
氧化镁含量未达标扣1分;时间小于2分钟或没有此操作扣1分
出渣
渣包车到位出渣,否则事故
渣倒完毕,并渣包车回到出站限位算结束
操作丢失或未出渣结束扣2分,出现事故0分退出
冶炼结束
结束前是否摇炉至装料位
操作丢失扣1分
终点成分和温度(15分)
C含量0.09%
允许偏差:
±0.02%,补吹1次扣3分
每偏差1个C(0.01%)扣1分
温度1670℃
允许偏差:
±10℃
温度在偏差范围之外每1℃扣1分
P<=0.025%
每高1个磷扣1分
脱氧剂和合金(10分)
C:
0.16%
Si:
0.2%
Mn:
0.50%
允许偏差:
碳±0.01%;硅、锰±0.03%
每偏差0.01%扣1分
结果评价(15分)
生产效率
出钢量/耗用时间,最高者为10分,其他队按比例的分
单位时间成品数量,最高队为10分,每队记录值/最高值*10分
吨钢成本
原材物料消耗值/成品钢吨数,最小为5分,其他队按比例的分
原材物料消耗值/成品钢吨数,最小队5分。
最小值/每队记录值*5分
事故终止比赛
严重操作事故
钢包车未到位出钢;渣包车未到位出渣
终止比赛,0分
是否出现废品
质量事故
C含量不在0.13-0.20范围
0分
Si含量不在0.12-0.30范围
Mn含量不在0.40-0.70范围
P含量大于0.04
其它说明
过程副枪测温取样(根据检测结果确定再吹氧时间)
项目:
碳和温度
时机选择吹氧时间85%左右
只能测一次
测温取样有成本消耗
终点副枪测温取样(可以选择实施补吹)
项目:
碳、温度、氧含量、P
允许测2次,在提枪后,吹炼结束前检测
测温取样有成本消耗
加碳粉
在加合金过程中或出钢后加碳粉,且只能在钢包车在站内时
物料单价
石灰500元/t,白云石350元/t,镁球700元/t,C粉5500元/t,矿石1200元/t,铁水3000元/t,废钢3000元/t,Al20000元/t,氧气0.5元/m3,氮气0.2元/m3,TSC探头200元/支,TSO探头200元/支,SiFe7500元/t,高碳锰铁6000元/t,硅锰铁7000元/t
物料成分
石灰:
CaO:
90%;SiO2:
1.5%;MgO:
8%;
白云石:
MgO:
35%;CaO:
40%;
镁球:
MgO:
65%
矿石:
FeO:
65%
硅铁:
Si:
75%
高碳锰铁:
Mn:
65%、C:
6.5%
Al:
98%
碳粉:
90%
废钢成分:
C:
0.12Si:
0.12Mn:
0.31P:
0.04S:
0.04
收得率:
锰的收得率95%,硅的收得率90%,铝脱氧不完全的情况下锰的收得率90%,硅的收得率80%
5.备注
(1)试样选取应范围广泛,抽样确定,多名选手可同时进行竞赛。
(2)竞赛者在规定时间内完成竞赛任务,每超1分钟扣该竞赛项目总分1分;超5分钟终止该项目竞赛资格。
十二、比赛方式(含组队要求、是否邀请境外代表队参赛)
竞赛采用单人赛制,每支参赛队3名参赛选手组成。
选手任务领取、研讨设计实操具体方案,以最短时间,最经济的方式,完成操作任务。
每队成绩根据转炉冶炼的设计方案、操作时间、物料耗费情况综合评定。
竞赛不邀请境外代表队。
十三、比赛时间安排与流程
1.时间
竞赛总时间为180分钟。
2.流程
(1)报到
检录后,参赛队向裁判组列队报到,简短介绍选手,展现选手精神风貌。
(时间不超过2分钟)
(2)工作任务安排
由选手接受工作任务,工作任务包括两项主要内容:
两炉转炉炼铜、两炉转炉炼钢。
(3)制定操作方案
选手根据工作任务中给定的物料特性,综合经济技术指标设计竞赛项目操作顺序、研讨设备使用注意事项、选配选料,明确工作分工。
(4)完成工作任务
选手根据制定的操作方案操作,以最短时间完成竞赛任务。
(5)整理实操现场
完成工作任务后,清理使用过的设备,清理现场、将工具归位后,上交成果,向裁判报告任务完成。
(6)评分
裁判根据四炉转炉冶炼的成果、操作技术规范程度、时间、物耗、操作文明情况评分。
十四、评分标准制订原则、评分方法、评分细则
题目一转炉炼铜技术考核(计分100分)
项目
说明
内容
评分
1.系统检查
a)有用:
i.环保设备设施是否正常
ii.炉体的控制限位、开关、阀门是否灵敏正常
iii.炉子的交直流是否正常
iv.炉体的驱动是否正常
v.环保系统的工艺眼罩、环保眼罩开关是否正常
vi.停送风的阀门是否正常
vii.辅助设备(捅凤眼机工作是否正常、进料前的风眼是否已经清理)
viii.各处的安全限位是否正常
ix.余热锅炉运行是否正常
x.电收尘器是否正常
xi.高压风机运行是否正常
xii.溶剂上料系统是否正常
xiii.安全坑是否正常
xiv.水系统是否正常
xv.供氧系统是否正常
b)无用:
i.冰铜排放系统是否正常
ii.行车是否正常
iii.操作平台及安全防护栏杆是否正常
iv.残极加料机组是否正常
全部正确得6分,错误一项扣0.4分,选择完确认后不可修改。
2.设定风氧
在炉子中有料前必须设定风氧,使得风管内压强大于炉内压强,否则加料时熔体进入风管,造成事故
设定风量和配氧,打开风阀
满分10分;打开风阀,设定氧量。
(在风眼没入熔体内之前设定并且打开得2分),根据炉内料得情况动态计算需设定风氧量。
3.转动炉体
加料时转炉应位于进料位置38.5°加料完成后应该讲炉子转动到吹炼位置0°,准备吹炼
将转炉前转至进料位置(38.5°)将转炉后至吹炼位置0°+-2°
38.5°进料位置,偏差+-3度满分10分,否则每偏差+-1°扣1分,扣光为止。
可能会分多次添加,若添加时转炉角度不正确,则每次都扣分,所以扣分可能会超过5转动炉子进入吹炼位置,在规定范围内,0°满分,每偏差1度扣2分。
超过0°+-2°不得分。
4.打开档门,提起烟罩
添加料(冰铜、溶剂、锢铍、冷料)时,应该打开档门并提起烟罩
打开挡门
提起工艺眼罩
总共15分,每落操作一项则扣1分
5.加入第一批冰铜
进料在Xt*(0.55~0.75)范围内为较合理范围,Xt为转炉规格
设置添加的冰铜量,确定加入
中间值0.65为最高分10分不扣分,每趋近于两端0.02扣1分。
进料大于Xt*0.75,则喷溅比较严重,风眼憋风;短时间内会憋风(持续10min以上)
满分:
5分,每大于Xt*0.75超过0.02扣1分,扣光为止。
当进料超过Xt*0.85时,不得分。
进料在Xt*(0.2~0.275)范围内会导致熔体喷溅比较严重,吹炼过程不正常,短时间内会到达筛炉期,继续吹炼可导致炉干。
风压和流量不会降低,波动不大。
不得分
进料在Xt*(0.275~0.55)范围内会导致熔体喷溅稍微严重。
满分5分;每小于于Xt*0.55超过0.02扣1分,扣光为止。
当进料低于Xt*0.45时,不得分。
6.关闭档门,降下烟罩
加量完成,炉子转到吹炼位置后,关闭档门,降下烟罩。
关闭档门,降下烟罩
每落操作一项则扣1分
7.倒渣
倒渣
前转转炉,倒渣,根据渣钩去渣来判断得到当前渣的厚度,从而判断是否继续倒渣
倒渣总分6分,每倒出一次铜液体扣2分
8.加入最后一次冰铜
加入冰铜前,和前面操作一样,执行步骤3、4。
说明:
总共加入的冰铜的量应该为计划中指定的转炉规格
总分5分,此时铜中铁应大于5%;提交时检测造铜期最后一次进料时Fe是否大于5%;
9.最后一次倒渣
倒渣前,和前面一样,执行步骤6、7、8,吹炼采用渣钩判断渣层厚度(10+-mm)即可停止放渣,进入二周期
进入二周期前放渣时若渣层厚度不为10mm+-5mm则扣2分,满分2分。
仅在筛炉时放渣判断,提交时评价。
10.控制炉温
二周期前期加入冷铜进行降温。
控制炉温,检测炉温,炉温每超过1250则扣1分,满分5分,扣光为止。
15分钟检查一次。
二周期中、后期若出现高温加入冷铜进行降温。
11.判断出铜
通过定型模、火焰等样本,转炉次数决定分数。
判断准确则不扣分,否则判断错误即出铜扣5分。
满分五分,提交时检测是否通过一次出铜完成。
判断准确则不扣分,否则判断错误即出铜扣5分。
(当一周期渣子倒完后,进行倒铜,判断,判断cu2s是否完全转化成cu)一次扣5分
满分五分,提交时检测是否通过一次出铜完成。
12.综合评价
产量、成本核算、直收率、造铜速率
满分10分扣光为止;计算粗铜产量与计划产量差距,每差距2t扣2分;成本核算:
计算氧量、溶剂、石英、冷料与标准值偏差,每超过10%,扣0.5分;直收率,高于98%不扣分,每低于1%扣0.1分;造铜速率。
满分26分扣光为止;计算粗铜产量与计划产量差距,每差距2t扣2分;成本核算:
计算氧量、溶剂与标准值偏差,每超过10%,扣2分;氧浓与标准值每偏差1扣2分。
铁硅比,低于计划最低值扣5分,粗铜品位低于计划最低值扣5分。
题目二转炉炼钢技术考核(计分100分)
项目
内容
说明
评分项
比赛条件
Q235B,装入量140吨,煤气回收不加分,氧压恒定为0.9MPa,氧流量已设为恒定480m3/min,铁水成分、温度现场给定,废钢不考虑成分变化。
加料基本要求:
关于脱磷要求(加入适当的石灰),关于MgO控制要求(镁球加入量>=800kg,白云石加入量>=1000kg)
生产前检查、安全检查(5分)
20个选择,按照生产前要求和安全要求选择正确项目
5分,每错1题扣1分
过程控制(20分)
小干
碱度过高且FeO过小则返干
根据火焰观察返干预警,出现1次扣2分
中干
碱度过高且FeO过小则返干
出现1次扣5分
大干
碱度过高且FeO过小则返干
出现1次扣10分
小喷
温度降温过快,喷溅
FeO含量过高,喷溅
根据火焰观察喷溅预警,小喷溅金属损失:
1吨/2秒,出现1次扣2分
中喷
出现喷溅后,如果6s内不做任何处理,出现中喷
中喷溅金属损失:
2吨/2秒,出现1次扣5分
大喷
出现小喷后,如果处理错误,出现大喷;
出现中喷后,如果6s内不做处理,出现大喷
大喷溅金属损失:
3吨/2秒,出现1次扣10分
终点前1.5分钟加料
出现一次扣3分
淤渣
开渣,且温度过低后出现。
出现后,如果10s不做任何处理,将累加一次
出现一次扣1分
异常工况处置(10分)
返干处置
提枪、加矿石
6s内不做正确处理或处理错误扣5分
喷溅处置
降枪、加料(所加料不包括矿石,加矿石算处置错误)
6s内不做正确处理或处理错误扣5分
操作流程(25分)
装入废钢(摇炉配合装入角度)
起始45度—终止60度
±2度不扣分,否则扣1分
装废负后是否后摇炉
是否后摇炉
操作缺失扣1分
铁水(摇炉配合铁水装入角度)
起始40度—终止70度
±2度不扣分
关挡火门
开吹前
不在此时间执行或没有执行此操作扣1分
降氧枪点火吹炼
未点火进行加料
扣1分/次
点火枪位过低或过高(1900mm-2500mm)
扣2分/次
点火10s后加料
如果在点火10s内加料扣2分
前期平均枪位过低或过高(1650mm-1800mm)
每偏离范围50mm扣0.5分
中期枪位过低或过高(1500mm-2100mm)
扣1分/次
后期枪位过低或过高(1000mm-1500mm)
扣1分/次
极限枪位1000mm
超过极限枪位扣1分/次
在前三分钟时同时打开所有料仓
扣2分/次
枪位改变过快
扣1分/次
开渣
3分钟后,FeO>15%且加入石灰量>=2000Kg
延时1分钟开渣扣1分
降烟罩
点火到6分钟前
不在此时间执行或没有执行此操作扣1分
升烟罩
停吹前3分钟
不在此时间执行此或没有执行此操作扣1分
开挡火门
停吹
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