鋼鐵,是工業的骨骼,更是大國製造的根基。從鐵礦石到精密鋼材,其煉製過程融合了傳統技藝、現代科技與智慧。隨着産業向智能化、綠色化深度轉型,鋼鐵行業對技能人才的需求正從“熟練工”向“智慧匠”加速演進。
日前,教育部職業教育與成人教育司聯合新華網策劃的“教育強國中的職業教育”欄目走進河北工業職業技術大學,在這所與行業血脈相連的職業院校裏,見證了如何培養既深諳工藝精髓、又駕馭智能技術、更能踐行綠色理念的高技能人才。
虛擬産線:在“倣真工廠”裏練就真本領
河北工業職業技術大學的國家級虛擬倣真實訓中心,是一座“不下鋼廠,便知煉鋼”的智慧課堂。這裡沒有飛濺的鋼花與轟鳴的軋機,但大屏幕上流動的數據與全流程倣真實景,精準復刻了現代鋼鐵生産的“智慧內核”。

國家級綠色鋼鐵智能生産示範性虛擬倣真實訓基地
“這套系統完全按照從鐵礦石到鋼材成品的生産鏈條建設,涵蓋了高爐煉鐵、轉爐煉鋼、爐外精煉、連鑄和軋製全工序。”鋼鐵智能冶金技術教研室主任韓立浩介紹道。在這裡,學生面對的不再是靜態的教材,而是動態的“虛擬高爐”與“數字轉爐”。
在轉爐煉鋼工位,學生正全神貫注地操作。“鐵水與鋼水聽起來相似,但轉化關鍵在於去除鐵水中過高的碳、硅、磷等雜質,嚴格控製成分。”一名學生解釋道。他的任務就是通過模擬系統,“練準氧氣量的設定”,完成從鐵水到合格鋼水的轉化。這正是在精準培養未來煉鋼工的關鍵技能。

在實訓中真實還原鋼鐵生産鏈條全工序
當被問及鋼鐵行業如何利用再生資源時,系統畫面切換至電爐煉鋼工藝。“這代表着重要的綠色短流程方向。”韓立浩主任指出,電爐以回收的廢鋼為主要原料,將汽車、建築中的廢舊鋼材重新熔煉,能顯著降低資源消耗與碳排放量。學生在此學習掌握電爐冶煉技術,正是對接國家“雙碳”戰略下的産業新需求。
在連鑄操作崗位,學生的挑戰是將精煉後的純凈鋼水從液態變為固態鑄坯。“需要精確控制結晶器的液位和鑄坯的拉速,任何波動都會影響質量。”一名正在操作的學生説。隨後,這些虛擬的鑄坯經切割定尺,由“智能小車”通過輥道自動運往下一個軋鋼實訓區。在那裏,學生將在模擬軋機上,學習如何將熾熱的鋼坯反復軋製成鋼板、鋼筋等産品,“玩轉各類工藝技巧”。
這條完整的虛擬生産線,將傳統教學中離散的知識點,串聯成可感知、可交互、可反復訓練的連貫流程,使學生“未進工廠,已成熟手”。
綠色匠心:在“顯微世界”與“精煉環節”追求卓越
鋼鐵的卓越性能,始於對微觀世界的洞察與對生産全過程的精益控制。在材料工程學院的實驗室裏,教學聚焦於肉眼看不見的“材料密碼”。
材料工程學院教師潘恩寶正在指導學生觀察金相顯微組織樣品。“這張照片上,晶粒間結合緊密,性能優良;而另一張出現的黑色條紋,則是晶粒産生了裂紋。”他通過對比講解,揭示出材料性能與微觀結構的內在&&。學生通過學習如何通過工藝優化獲得更緻密的組織,從而理解如何在保證産品強度的前提下減輕重量、節約材料,從源頭上踐行綠色製造理念。

教師指導學生觀察金相顯微組織樣品
綠色與精益的理念,同樣貫穿於決定鋼材最終純凈度的爐外精煉環節。在虛擬倣真實訓系統中,當轉爐初步冶煉出的鋼水形成後,學生需要操作鋼包爐(LF)進行深脫硫,或使用RH真空精煉裝置進行深脫氣。“鋼包爐主要用於深脫硫,RH則主要用於去除鋼水中的氫、氮等氣體。”一名在精煉工位操作的學生詳細解釋道,“目標是讓鋼水的純凈度得到大幅提升,這是生産高端鋼材的關鍵步驟。”這些訓練,將清潔生産、品質管控的行業高標準,轉化為學生必須掌握的核心技能點。
從利用廢鋼的綠色短流程工藝,到提升性能、節約資源的顯微組織控制,再到保障鋼材純凈度的精煉技術,學校將産業轉型的宏觀要求,分解並融入一個個紮實的教學模塊中,培養學生的“綠色匠心”。
智造未來:讓技藝傳承與數據智能同頻共振
面對鋼鐵工業智能化升級的浪潮,人才培養的內涵正在被重塑。這裡的教學,不僅關乎技藝的傳承,更注重與數據智能的深度融合。
“我們正努力讓人工智能賦能鋼鐵生産。”韓立浩主任指向智能煉鋼系統的大屏幕。這套由校企聯合開發的系統,能實時分析生産數據,並通過算法模型對設備運行狀態進行預判與優化。學生在學習傳統工藝的同時,也在理解如何借助數據驅動力量,解決傳統生産中安全風險高、反饋延遲、經驗傳承難量化等痛點。

學生在校期間就深度融入鋼鐵生産各環節
學校的培養模式具有鮮明的靶向性:教學生做煉鋼工,就練準氧氣量設定;教學生做軋鋼主控手,就摳細加熱爐出鋼的溫度時機;教學生做軋鋼工,就帶他們玩轉各類工藝技巧。這種精細化、分崗位的技能錘煉,旨在夯實學生的實踐根基。
與此同時,通過項目化訓練,不同特長的學生在協作中形成互補。善於工藝操作、精於數據分析、長於流程設計的學生,在共同完成從虛擬設計、模擬驗證到工藝優化的全過程任務中,綜合解決複雜工程問題的能力得到錘煉。他們既懂得傳統工業的“根”,也能把握智能技術的“脈”,成為能跟隨産業一同“向新而行”的新時代工匠。

學生利用極數智能煉鋼系統進行實訓
從虛擬産線的沉浸式演練,到綠色匠心的滲透化培養,再到人機協同的融合式賦能,河北工業職業技術大學正在重新演繹“鋼鐵是怎樣煉成的”時代內涵。在這裡,鋼鐵的淬煉與青春的成長同程,技藝的薪火與智能的脈搏共振。未來,當更輕薄堅韌的汽車用鋼、更智能高效的綠色鋼廠出現在生活中時,背後就有從這裡走出的學子們注入的智慧與汗水。鋼鐵與青春的故事,正在智造的新時代裏續寫。(視頻製作:職教小微工作室 / 文字供稿:職教之音工作室供稿)




