汽車板鋼冶煉生產企業(yè)生產實際教學案例庫

1、CL0106-加熱爐掉坯停機案例簡要說明:依據國家職業(yè)標準和金屬材料及熱處理技術、材料成型與控制技術專業(yè)教學要求，歸納提煉出所包含的知識和技能點，弱化與教學目標無關的內容，使之與課程學習目標、學習內容一致，成為一個承載了教學目標所要求知識和技能的教學案例。該案例是軋鋼生產中加熱爐生產事故案例，體現(xiàn)了加熱爐操作及設備使用與維護等知識點和崗位技能，與本專業(yè)加熱爐生產課程中常見加熱爐事故的處理及預防單元的教學目標相對應。唐山科技職業(yè)技術學院 李媛媛案例名稱加熱爐掉坯停機適用說明本案例適合中職、高職、職業(yè)本科等院校金屬材料及熱處理技術、材料成型與控制技術專業(yè)，在冶金概論、加熱爐生產、軋鋼機械設備、熱軋

2、帶鋼生產、軋鋼生產等課程或相似的綜合性課程教學中使用，更適合在加熱工工種的職工培訓中使用。案例背景某軋鋼廠，主要生產中厚板產品。該廠采用三段式推鋼連續(xù)加熱爐（兩座）對板坯進行加熱。燃料采用高爐煤氣，通過空氣、煤氣雙蓄熱燃燒。供熱方式為側部上、下供熱供熱。坯料自原料庫吊到上料輥道上，然后在稱重輥道上進行稱重（需要改尺的坯料經火切機切割后稱重）,稱重后坯料送加熱爐入爐輥道，經檢查后，再由推鋼機逐塊推到加熱爐內加熱,加熱到11501250,加熱好的鋼坯由托出機順序托出放在出爐輥道上，送向除鱗箱。案例所涉及的知識點加熱爐操作加熱爐內部結構、加熱爐掉坯操作；加熱爐生產工藝。案例所涉及的技能點加熱爐生產操

3、作及檢修維護要點的制定案例工作任務的分解加熱爐生產工藝流程，生產注意事項，加熱爐操作規(guī)程及相關制度規(guī)定，各工藝參數的選取及加熱爐內部結構的分析。教學目標(1)進行事故判定，掌握掉坯的原因和相關的預防措施；(2)嚴格操作，注重崗位之間的溝通。(3)全面復習所學知識，并將知識轉化為能力。案例建議的教學時間68學時案例的操作演示現(xiàn)場調研、問題討論、點評、案例分析、講授、課堂練習、大作業(yè)。案例點評案例教學可實現(xiàn)現(xiàn)場案例與所學理論知識的有機結合，將書本知識轉化為現(xiàn)實工作能力，培養(yǎng)了學生的分析問題、解決問題的能力。通過本案例案例的學習，學生們能夠掌握加熱爐內部結構及加熱爐工藝操作，并且對生產中易出現(xiàn)的故障

4、有了進一步的了解，并且通過本案例的學習，學生能夠更深切的感受到現(xiàn)場生產的氛圍，加熱工所在崗位的重要性，感受自身肩負的責任感。加熱爐掉坯停機1 背景介紹某軋鋼廠，采用三段式推鋼連續(xù)加熱爐（兩座）對板坯進行加熱。燃料采用高爐煤氣，通過空氣、煤氣雙蓄熱燃燒。供熱方式為側部上、下供熱供熱。坯料自原料庫吊到上料輥道上，然后在稱重輥道上進行稱重（需要改尺的坯料經火切機切割后稱重）,稱重后坯料送加熱爐入爐輥道，經檢查后，再由推鋼機逐塊推到加熱爐內加熱,加熱到11501250,加熱好的鋼坯由托出機順序托出放在出爐輥道上，送向除鱗箱。該廠主要生產中厚板產品。本案例結合某中厚板車間，針對某次加熱爐掉坯停機事故進行

5、分析。2主要內容2.1加熱爐工藝過程簡述在中厚板生產中，加熱爐擔負著鋼坯的加熱任務，而推鋼機是將鋼坯推進或推出加熱爐的附屬設備。（1） 該加熱爐分為；預熱段、加熱一段、加熱二段、均熱段；分段方法采用的是將爐膛沿長度方向分成四段，每段供熱段由上加熱和下加熱共同組成，即對每段爐溫進行調節(jié)時是將上、下燒嘴同時進行了調節(jié)。（2） 根據生產需要（如產量、加熱工藝要求等）對加熱一段、加熱二段、均熱段溫度進行調整和控制。（3） 該加熱爐控制采用的是：通過對控溫儀表的溫度（或手動調節(jié)開度）設置，由控溫儀表自動調節(jié)空氣總管上的電動蝶閥的開度，來調節(jié)空氣壓力（同時空氣流量也相應進行調節(jié)）的大小，空氣壓力由銅管取壓

6、力信號傳到空/燃氣比例閥，通過比例閥作用直接按合理的空/燃比對天然氣的流量進行調節(jié)，從而實現(xiàn)爐溫的自動控制。2.2工作原理三段式連續(xù)加熱爐在加熱制度上采用預熱期、加熱期和均熱期的三段溫度制度。在爐子的結構上也相應的分為預熱段、加熱段和均熱段。一般有三個供熱點，及上加熱.下加熱和均熱段供熱。斷面尺寸較大的鋼料和合金鋼料的加熱，多采用三段式爐溫制度的三段式連續(xù)加熱爐。三段式加熱爐爐型的變化很多，但在結構上仍有一些共同的基本點。爐頂輪廓曲線變化是很大的，它大致與爐溫曲線相一致，及爐溫高的區(qū)域爐頂也高，爐溫低的區(qū)域，其爐頂也相應的壓低。在加熱段與預熱段之間，有一個比較明顯的過渡，爐頂向預熱段壓下。這是

7、為了避免加熱段高溫區(qū)域有許多熱量向預熱段的低溫區(qū)域輻射，加熱段是主要燃燒區(qū)域，空間比較大，有利于輻射傳熱：預熱段是余熱利用的區(qū)域，壓低爐頂縮小空間，有利于強對流換熱。但是也有的爐子著眼于強化加熱，使加熱段相對的延長，加熱段與預熱段的界限也不在十分的明顯。2.3出鋼時要注意的事項（1） 準確記錄出鋼的爐、批號，根數、并與裝鋼記錄校對。（2） 出鋼過程中應以批號為序。（3） 觀察出鋼溫度，鋼溫過低或過高，均要告訴看火工采取措施。（4） 正常軋制時保證單根送往軋機，輥道放鋼不超過兩條。（5） 不允許輥道上放冷鋼或低溫鋼。（6） 甩出的鋼要通知檢驗人員填寫回爐卡片。（7） 因檢修或其它原因需將鋼坯從爐

8、內拉出時，要按原牌號堆放。（8） 根據軋機需要和鋼溫情況，按軋制節(jié)奏均勻出鋼。（9） 要時常清理爐前輥道上的鋼號分界磚頭。2.4事故經過1月10日13點，某公司軋鋼二線因加熱爐內距出鋼爐門14.62米處3塊25020003300mm鋼坯掉落，造成軋機被迫停車。事故發(fā)生后，有關單位和部門立即組織對加熱爐的停爐降溫和搶修工作。11日4點，事故處理人員進入爐內檢查，發(fā)現(xiàn)動靜梁錯道交接處之前的4個滑塊脫落，搶修人員對事故坯進行割斷處理，12點事故處理完畢，12點47分加熱爐提溫生產。此事故造成軋鋼二線停車23小時47分，嚴重打亂了軋鋼工序的生產秩序。圖1 加熱爐圖2 出鋼機圖3 上下料裝置圖4 推鋼機

9、2.5事故原因分析生產制造部及時組織中厚板公司相關車間和部門進行分析。經分析確認，事故直接原因為加熱爐第三道步進梁錯道交接處的動梁前4個滑塊因老化焊口開裂突然脫落，造成鋼坯抬升不到位，和靜梁第一個滑塊發(fā)生刮蹭，鋼坯歪斜后掉落爐內。事故發(fā)生前當班崗位點檢未發(fā)現(xiàn)爐內異常情況。圖5 加熱爐內部2.6預防措施在事故分析、確認的基礎上，有針對性地制定了具體的防范措施：（1）加熱爐第三道裝坯定尺必須大于3米以上，嚴密監(jiān)護使用。（2）縮短操作工崗位點檢周期。點檢周期由原來的2小時變?yōu)?小時，并詳細做好班中記錄和交接班說明。（3）加熱爐每裝入一塊鋼坯，裝鋼工都要負責監(jiān)護、觀察，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。（4）加熱爐步

10、進梁所有的滑塊均制定加固處理計劃，滑塊的更換周期由6年改為4年，確保其使用期間內安全可靠。3 分析路徑該案例是加熱爐生產事故案例，本生產案例體現(xiàn)了加熱前工藝準備、加熱爐操作、設備使用及維護等知識點和崗位技能，與金屬材料及熱處理技術、材料成型與控制技術專業(yè)加熱爐生產課程中常見加熱爐事故的處理及預防單元的教學目標相對應。根據國家職業(yè)標準關于加熱工工種要求，對應教學目標，從此生產案例歸納提煉出所包含的知識和技能點，弱化與教學目標無關的內容，使之與課程學習目標、學習內容一致，成為一個承載了教學目標所要求知識和技能的教學案例。采用視頻、圖片、實物展示、現(xiàn)場教學等手段，引導學生通過參觀、自學、講授、討論、

11、對比等方式學習加熱爐的相關知識，掌握加熱爐操作的基本技能，達到教學目標要求。中厚板車間為鋼材熱加車間，原料加熱工序必不可少，加熱工序主要設備就是加熱爐。作為一種比較獨特的軋制產品中厚扳，在加熱過程中，加熱質量的好壞會直接影響生產出產品的質量，同時在生產中能夠減少事故是保證企業(yè)經濟效益，穩(wěn)定生產，保證質量的重要項目。掉坯是軋鋼生產最常見的事故。學生在學習期間，通過到現(xiàn)場的實際學習，掌握在中厚板生產中，加熱爐操作的相關知識及遇到事故后能夠學會用正確的方法進行處理，使分析能力得到進一步的提升。事故預防與分析是高技能人才的重要能力，牽涉到操作工人、機械設備、來料的質量等多方面因素。在經過理論知識學習和

12、實習教學，通過計算機仿真和現(xiàn)場教學，將在學校所學知識轉化成能力。下面以某廠加熱爐掉坯停機為例，通過對事故經過、事故原因分析、提出預防改進措施，說明案例教學的經過。4 教學目標(1)進行事故判定，掌握掉坯的原因和相關的預防措施；(2)嚴格操作，注重崗位之間的溝通。(3)全面復習所學知識，并將知識轉化為能力。5 教學方式方法建議采用現(xiàn)場調研、問題討論、點評、案例分析、講授、課堂練習、大作業(yè)等教學方式方法。具體教學過程設計如下：5.1 課前計劃(1)學生掌握知識：軋鋼生產中，加熱爐的基本原理、工藝、設備、學習崗位操作要求等規(guī)定；(2)學生分組，指定組長；(3)分發(fā)任務書，資訊指導，學生分組討論并完成

13、任務，教師巡回指導，學生互查完成任務情況，教師評價。(4)與現(xiàn)場聯(lián)系，進行現(xiàn)場教學準備，包括安全教育、勞保用品、行走路線，現(xiàn)場兼職教師，現(xiàn)場教室等；(5)安全教育，教師帶領學生下廠調研，記錄5爐加熱爐相應的工藝參數，收集事故相關資料；(6)學生根據所學知識和實習、調研中獲得的資料，總結掉坯停機事故的產生原因、預防措施；(7)與技術人員交流，請技術人員準備講授軋鋼生產中出現(xiàn)的加熱爐掉坯事故。(可選)(8)教室設置成學習島，準備投影，為每組準備2張0開白紙，大號記號筆1支、作業(yè)紙每人2張。5.2 課中計劃(1)學生按小組就座學習島周圍，選舉記錄人、發(fā)言人。(2)采用頭腦風暴法，每人總結一條掉坯事故

14、的產生原因并提出預防措施，按順時針順序輪流發(fā)言，記錄人將操作要點在0開白紙上按人、機、料分別記錄。要求每人發(fā)言，可以輪空，直到所有人員無法補充為止，時間810分鐘；(3)整理完成后，小組發(fā)言人上臺展示0開白紙上的記錄，并向全體師生匯報交流掉坯事故的產生原因和預防措施；發(fā)言學生匯報完成后，同組學生可以補充。匯報完成，本組自評，其它組進行點評打分，現(xiàn)場技術人員參與對學生匯報的操作要點評價，指出優(yōu)點和不足，每組時間58分鐘；(4)技術人員講授實際生產中掉坯事故案例，時間20分鐘；(可選)(5)教師講授掉坯事故案例，引導學生分析本案例掉坯的產生原因，熟悉預防措施，時間30分鐘。5.3 課后計劃布置作業(yè)

15、，見6.3。6 思考題及考評布置課前思考題，保證學生下廠調研知道找什么材料、看什么操作、思考為什么如此操作。(1)加熱爐分為哪幾種類型?(2)加熱爐掉坯停機事故產生原因、處理手段和預防措施是什么？(3)在加熱爐操作過程中還容易出現(xiàn)哪些事故？6.2 課堂練習課堂提問或者集體回答，目的：及時復習、鞏固知識，檢查教學效果。練習題（單選題）（1）通過對控溫儀表的溫度（或手動調節(jié)開度）設置，由控溫儀表自動調節(jié)空氣總管上的電動蝶閥的開度，來調節(jié)（）壓力（同時空氣流量也相應進行調節(jié)）的大小。AA.空氣 B.氮氣 C.爐氣 D.氧氣（2）推鋼式連續(xù)加熱爐，是將處在同一平面的預熱段加熱段設計成具有一定垂距的（）

16、，以坯料為界每個加熱段又分成上下加熱區(qū)。CA.上加熱段B.下加熱段C.上下兩個加熱段D.中間加熱段（3）（）位于出料端，爐氣溫度與金屬料溫度差別很小，保證出爐料坯的斷面溫度均勻。DA.加熱段B.預熱段C.保溫段D.均熱段（4）（）推鋼機通過齒輪齒條的嚙合傳動把電動機的旋轉運動轉變?yōu)辇X條的直線運動，帶動推桿完成推鋼。AA.齒輪齒條式 B.蝸輪蝸桿式C.液壓 D.曲柄連桿式（5）（）其工作可靠，傳動效率高，推力和行程大，但設備自身較重。目前齒輪齒條推鋼機應用比較廣泛。BA.蝸輪蝸桿式推鋼機B.齒輪齒條式推鋼機C.液壓推鋼機D.曲柄連桿式推鋼機（6）絲杠螺母式和曲柄連桿式推鋼機結構工作效率（），行程

17、和推力（），一般用于小型加熱爐，新加熱爐一般很少采用。CA.高、較小B.低、較大C.低、較小D.高、較大（7）（）由液壓缸直接推動推桿工作，結構簡單，推力大，自重輕，速度、行程易控制，但行程不宜太大，且液壓系統(tǒng)制做、維護較困難。CA.蝸輪蝸桿式推鋼機B.齒輪齒條式推鋼機C.液壓推鋼機D.曲柄連桿式推鋼機（8）（）用于在特殊情況下，由操作員通過操作臺的急停按鈕，手動快速切斷煤氣切斷閥。并將此信號進行停爐連鎖以完成其它相應動作。BA.緊急自動停爐B.緊急手動停爐 C.緊急停車D.緊急斷電（9）加熱爐出爐輥道處除鱗箱高度操作由加熱爐操作工根據出鋼坯料（）調整。DA.長度 B.寬度 C.溫度 D.厚度

18、（10）鋼坯在入爐輥道上自動測長稱重，上料操作室人工向計算機輸入鋼坯的鋼坯號、材質、規(guī)格及一批料的（）鋼坯信號。AA.第一根 B.第二根 C.中間那根 D.最后一根（判斷題）（11）推鋼式連續(xù)加熱爐靠推鋼機完成爐內運料任務的連續(xù)加熱爐。（）（12）料坯在爐底或在用水冷管支撐的滑軌上滑動，在后一種情況下可對料坯實行上下兩面加熱。（）（13）推鋼式加熱爐運料靈活，必要時可將爐料全部排出爐外；料坯在爐底或梁上有間隔地擺開，可較快地均勻加熱。（）（14）為減小水冷滑軌造成的料坯下部的“黑印”，近年來采用了使料坯與水管之間具有隔熱作用的“熱滑軌”。（）（15）設備故障時，包括所有燃燒系統(tǒng)設備。首先關閉煤氣閥門，適當調大各段空氣流量及引風機開度，盡量保持爐溫，以便重新開爐。（）（16）裝鋼原則，冷坯、熱坯應盡量集