10.12.2023
ДОЙТИ ДО САМОЙ СУТИ
Статья-победитель международного конкурса
для образовательных организаций
«Цифровое Обучение PROизводственного персонала 2023»
в номинации «Лучшая статья о применении обучающей системы»
для образовательных организаций
«Цифровое Обучение PROизводственного персонала 2023»
в номинации «Лучшая статья о применении обучающей системы»
- Кызылбаев Ерлан Курманбековичмагистр технических наук, преподаватель спецдисциплин,
Темиртауский высший политехнический колледж
Как известно, Темиртау — город металлургов, металлургический комбинат — градообразующее предприятие. Сердце металлургического процесса — это плавка. От того, какие составляющие заложены, каков вид печи, какова температура, зависит готовый продукт. Именно специалисты по жидкой металлургии создают «стальной профиль Казахстана».
Это опасное и сложное производство — расчёт составляющих, подача шихты, выставление температуры. И поэтому так сложно здесь новичкам. Печи громадных размеров, укрыты кожухами, металл плавится при сверхвысоких температурах. Посмотреть на это изнутри невозможно.
Когда студент оказывается на практике на производстве, ясно, что к управлению печью его никто не допустит. Оборудование дорогостоящее, сама работа в жидкой металлургии опасна. Ошибки на этом производстве ведут к огромным затратам. Сколько времени понадобится студенту, чтобы понять принцип работы печей, сочленение деталей, взаимосвязь процессов! Чтобы стать специалистом в этой области, нужно провести де- сятки плавок рядом с профессионалами, сотни раз осмотреть детали печи, почувствовать раскалённое дыхание расплавленного металла. Иначе нельзя.
Или всё-таки можно?
Когда студент оказывается на практике на производстве, ясно, что к управлению печью его никто не допустит. Оборудование дорогостоящее, сама работа в жидкой металлургии опасна. Ошибки на этом производстве ведут к огромным затратам. Сколько времени понадобится студенту, чтобы понять принцип работы печей, сочленение деталей, взаимосвязь процессов! Чтобы стать специалистом в этой области, нужно провести де- сятки плавок рядом с профессионалами, сотни раз осмотреть детали печи, почувствовать раскалённое дыхание расплавленного металла. Иначе нельзя.
Или всё-таки можно?
Можно, отвечает магистр технических наук, преподаватель специальных дисциплин Кызылбаев Е.К.
Благодаря проекту «Жас маман», ТВПК получил финансирование на приобретение учебного оборудования по специальности «Металлургия черных металлов», которое значительно упрощает понимание студентами технологических процессов жидкой металлургии.
Напомню, проект «Жас маман» — это модернизация колледжей и вузов по 100 наиболее востребованным профессиям, это внедрение международного опыта подготовки квалифицированных специалистов.
Благодаря проекту «Жас маман», ТВПК получил финансирование на приобретение учебного оборудования по специальности «Металлургия черных металлов», которое значительно упрощает понимание студентами технологических процессов жидкой металлургии.
Напомню, проект «Жас маман» — это модернизация колледжей и вузов по 100 наиболее востребованным профессиям, это внедрение международного опыта подготовки квалифицированных специалистов.
Колледжем были приобретены аппаратно-программные тренажёрные комплексы по всем металлургическим печам: «Выплавка стали в кислородном конверторе», «Агрегат печь-ковш», «Агрегат циркуляционного вакуумирования», «Дозировщик шихты», «Выплавка стали в слябовой МНЛЗ (машины непрерывного литья заготовок)» и «Выплавка стали в сортовой МНЛЗ». Кроме того, были приобретены специальные 3D Атласы, с помощью которых можно, масштабируя, вращая, осмотреть на мониторе компьютера любой элемент печи. Данное оборудование позволяет готовить специалистов по специальности «Металлургия чёрных металлов».
Оборудование был подобрано с учётом преподаваемых дисциплин от добычи руды до готовой продукции. То есть это такое оборудование, чтобы студенты могли, как говорил Пастернак, «дойти до самой сути» изучаемых процессов. Садились за компьютер и на 3D Атласе отрабатывали теорию печей. Затем садились за один тренажёр, который имитирует процесс обработки, потом работали на другом тренажёре — занимались расчётом шихты, садились за третий, где отрабатывается непосредственно выплавка металла. И вот так, последовательно, студент пройдет все этапы формирования настоящего специалиста — со второго курса до четвёртого, сразу включаясь в детали технологии металлургического процесса.
Вот лаборатория. Здесь установлены 15 компьютеров, на которых установлено программное обеспечение по всей жидкой металлургии, а именно:
«3D Атласы», «Расчёты шихты» и «Дефекты металлозаготовок».
С помощью данной программы студенты овладевают каждым элементом любой печи - доменной, конвертером, МНЛЗ, знают, из чего он состоит, знают месторасположение любой детали, то есть знают строение и технологические процессы каждой печи. Данные атласы рассчитаны на два режима: это режим обучения и режим тестирования. То есть такие атласы позволяют детально прорабатывать теоретический материал, каждый элемент печи, каждый раздел, зрительно усваивать материал, визуально.
Задача металлургов — это знать технологию, устройство печи, как происходит загрузка и знать сам процесс. Предположим, изучаем кислородный конвертер. Вот в 3D разрез цеха, здесь можно его вращать, здесь идёт список и описание объектов конвертерного цеха. Кликаем на любой элемент конвертера. 3D Атлас его открывает и показывает, где он располагается.
Благодаря 3D Атласу можно посмотреть на печь в разрезе, извлечь элемент печи, вращая её в пространстве, рассмотреть под любым углом, можно убрать закрытую часть. Студент, осваивая материал, прорабатывая теорию на каждом занятии, самостоятельно потом проходит тестирование на знание какого-то элемента. Он выбирает любой элемент печи по 3D Атласу и проходит по нему тестирование.
Представляете, насколько познавательным становится учебный процесс!
«3D Атласы», «Расчёты шихты» и «Дефекты металлозаготовок».
С помощью данной программы студенты овладевают каждым элементом любой печи - доменной, конвертером, МНЛЗ, знают, из чего он состоит, знают месторасположение любой детали, то есть знают строение и технологические процессы каждой печи. Данные атласы рассчитаны на два режима: это режим обучения и режим тестирования. То есть такие атласы позволяют детально прорабатывать теоретический материал, каждый элемент печи, каждый раздел, зрительно усваивать материал, визуально.
Задача металлургов — это знать технологию, устройство печи, как происходит загрузка и знать сам процесс. Предположим, изучаем кислородный конвертер. Вот в 3D разрез цеха, здесь можно его вращать, здесь идёт список и описание объектов конвертерного цеха. Кликаем на любой элемент конвертера. 3D Атлас его открывает и показывает, где он располагается.
Благодаря 3D Атласу можно посмотреть на печь в разрезе, извлечь элемент печи, вращая её в пространстве, рассмотреть под любым углом, можно убрать закрытую часть. Студент, осваивая материал, прорабатывая теорию на каждом занятии, самостоятельно потом проходит тестирование на знание какого-то элемента. Он выбирает любой элемент печи по 3D Атласу и проходит по нему тестирование.
Представляете, насколько познавательным становится учебный процесс!
Теория усвоена? Теперь можно переходить к практике. А практика — это аппаратно-программные тренажёрные комплексы по металлургическим печам: «Выплавка стали в кислородном конверторе», «Агрегат печь-ковш», «Агрегат циркуляционного вакуумирования», «Дозировщик шихты», «Выплавка стали в слябовой МНЛЗ» и «Выплавка стали в сортовой МНЛЗ».
На аппаратно-программных тренажёрах воссоздаётся полная имитации плавки. Это комфортно, зрелищно и безопасно. Каждый тумблер, рычажок, кнопка послушно исполняет желание студента, поворачивая печь, заваливая лом, засыпая шихту. Все данные выводятся на экран. Абсолютная иллюзия плавильного процесса, моментальная реакция тренажёра на любое изменение условий — угол наклона печи, введение флюсов, повышение температуры. Можно отследить последствия каждого движения на пульте тренажёра. Эта мгновенная обратная связь формирует осознанность и ответственность за каждое своё действие. Рядом страхует опытный преподаватель, прошедший курсы по работе с данными тренажёрами.
Нет страха, нет тревоги, нет опасения что-то сломать или испортить. Есть только крепнущее чувство уверенности, совершенствующаяся зрелость движений и формирование полного контроля ситуации, понимания того, что происходит внутри печи в любой момент плавки на визуальном и ментальном уровне.
И вот таким образом студент, или практикант, или специалист, пришедший на переподготовку, может освоить несколько видов печей, входящих в состав любого металлургического производства в РК, или в мире, поскольку модели этих печей и их комплектация разрабатывались с учётом стандартного металлургического комбината. Это универсальное оборудование именно по жидкой металлургии.
На аппаратно-программных тренажёрах воссоздаётся полная имитации плавки. Это комфортно, зрелищно и безопасно. Каждый тумблер, рычажок, кнопка послушно исполняет желание студента, поворачивая печь, заваливая лом, засыпая шихту. Все данные выводятся на экран. Абсолютная иллюзия плавильного процесса, моментальная реакция тренажёра на любое изменение условий — угол наклона печи, введение флюсов, повышение температуры. Можно отследить последствия каждого движения на пульте тренажёра. Эта мгновенная обратная связь формирует осознанность и ответственность за каждое своё действие. Рядом страхует опытный преподаватель, прошедший курсы по работе с данными тренажёрами.
Нет страха, нет тревоги, нет опасения что-то сломать или испортить. Есть только крепнущее чувство уверенности, совершенствующаяся зрелость движений и формирование полного контроля ситуации, понимания того, что происходит внутри печи в любой момент плавки на визуальном и ментальном уровне.
И вот таким образом студент, или практикант, или специалист, пришедший на переподготовку, может освоить несколько видов печей, входящих в состав любого металлургического производства в РК, или в мире, поскольку модели этих печей и их комплектация разрабатывались с учётом стандартного металлургического комбината. Это универсальное оборудование именно по жидкой металлургии.
У тренажёров своя специализация, и это позволит студентам чувствовать себя управляющим разных металлургических процессов. Это внешне один тип, они внешне стандартные, но эти тренажёры имитируют разные печи. У всех тренажёров есть зона анимации и зона управления, т.е. на мониторе имитируется технологический процесс любой металлургической печи с помощью мышки или пульта управления. Количество кнопок на каждом тренажёре разное, они выполняют разные функции.
Вот этот — разливка стали на слябовой машине. Это после того как сталь получим жидкую, мы должны сляб получить. Вот это агломерационный — дозировка шихты. Когда приходит руда, нужно рассчитать, сколько подать шихты. Вот весодозатор. Нужно выбрать, сколько загружать, значение расхода на тонну в час.
Вот этот — разливка стали на слябовой машине. Это после того как сталь получим жидкую, мы должны сляб получить. Вот это агломерационный — дозировка шихты. Когда приходит руда, нужно рассчитать, сколько подать шихты. Вот весодозатор. Нужно выбрать, сколько загружать, значение расхода на тонну в час.
Вот этот тренажёр — выплавка стали в дуговой электропечи. Дуговая электропечь чем отличается от конвертера?
Конвертер — там в фурмы подаётся горячее дутьё, кислород — 100000-200000 градусов С. Здесь тоже сталь получаем, но принцип работы дуговой электропечи осуществляется иначе с помощью электродов и мощных трансформаторов. Опустить электроды — вот наклон и так далее.
Вот печь циркуляционного вакуумирования. Вот этот рычаг — подача аргона, дополнительного дутья, чтобы сократить расход дорогостоящих материалов. И помимо этого в вакууматорах можно удалить ненужные примеси, которые влияют на качество металла.
Вот печь-ковш. Дополнительный флюсующий компонент можно добавить в продувку, чтобы удалить ненужные примеси или подвести к той марке стали, которая требуется в зависимости от заказа.
И последнее — это сортовая машина. Есть слябовая машина, есть сортовая. Слябовая идёт прямоугольного сечения, сортовая идёт квадратного сечения. Она немного отличается, но и там, и там используется МНЛЗ- машина непрерывного литья заг отовок. Просто по сечению они разные и соответственно функции у них разные.
Конвертер — там в фурмы подаётся горячее дутьё, кислород — 100000-200000 градусов С. Здесь тоже сталь получаем, но принцип работы дуговой электропечи осуществляется иначе с помощью электродов и мощных трансформаторов. Опустить электроды — вот наклон и так далее.
Вот печь циркуляционного вакуумирования. Вот этот рычаг — подача аргона, дополнительного дутья, чтобы сократить расход дорогостоящих материалов. И помимо этого в вакууматорах можно удалить ненужные примеси, которые влияют на качество металла.
Вот печь-ковш. Дополнительный флюсующий компонент можно добавить в продувку, чтобы удалить ненужные примеси или подвести к той марке стали, которая требуется в зависимости от заказа.
И последнее — это сортовая машина. Есть слябовая машина, есть сортовая. Слябовая идёт прямоугольного сечения, сортовая идёт квадратного сечения. Она немного отличается, но и там, и там используется МНЛЗ- машина непрерывного литья заг отовок. Просто по сечению они разные и соответственно функции у них разные.
Давайте взглянем, как работает аппаратно –тренажёрный комплекс «Выплавка стали в кислородном конверторе».
Включаем тренажёр. Это зона анимации, все показатели. И здесь выдаются задания — управлять кислородным конвертером.
Вот представлен кислородный конвертер. Студент смотрит, сначала в режиме обучения, а потом в режиме тестирования уже самостоятельно, то есть здесь ему пишут, что нужно открыть подачу азота, задать показатели продувки и так далее. Он это всё подтверждает. Всё это скопировано с реального процесса.
На пульте управления отклоните джойстик, расположенный под конвертером, установите угол наклона, равный 50 градусов вправо, и на экране это отражается. Чтобы загрузить металлолом, конвертер должен быть наклонен.
Вот задание: осуществите завалку лома. Задаём на тренажёре завалку лома.
Вот он загрузил металлолом.
Следующий шаг — продувка. Весь процесс дан пошагово, точь-в-точь как на производстве. Это позволяет студенту знать технологию. Он зрительно, вживую, сам может управлять, какую шихту загрузить, как осуществить ту или иную операцию, как конвертер выглядит. Это больше позволяет запоминать, это визуализация.
Включаем тренажёр. Это зона анимации, все показатели. И здесь выдаются задания — управлять кислородным конвертером.
Вот представлен кислородный конвертер. Студент смотрит, сначала в режиме обучения, а потом в режиме тестирования уже самостоятельно, то есть здесь ему пишут, что нужно открыть подачу азота, задать показатели продувки и так далее. Он это всё подтверждает. Всё это скопировано с реального процесса.
На пульте управления отклоните джойстик, расположенный под конвертером, установите угол наклона, равный 50 градусов вправо, и на экране это отражается. Чтобы загрузить металлолом, конвертер должен быть наклонен.
Вот задание: осуществите завалку лома. Задаём на тренажёре завалку лома.
Вот он загрузил металлолом.
Следующий шаг — продувка. Весь процесс дан пошагово, точь-в-точь как на производстве. Это позволяет студенту знать технологию. Он зрительно, вживую, сам может управлять, какую шихту загрузить, как осуществить ту или иную операцию, как конвертер выглядит. Это больше позволяет запоминать, это визуализация.
Здесь следует сделать одно отступление.
Дело в том, что каждый преподаватель немного влюблён в свой предмет. Да, он хорошо его знает, да, он каждый год в нём совершенствуется. Но этого мало.
Хочется, чтобы студент полюбил этот предмет, увидел его полноту,
гармонию частей, взаимосвязь. Ведь когда-то преподаватель увлёкся этим предметом, и хочется так же увлечь и студентов. Особенно если речь идёт о спецдисциплине - ремесле, которое будет обеспечивать человека всю жизнь.
Какое моральное удовлетворение испытывае преподаватель, когда он видит, что студент всё понял в предмете и увлёкся им! Осознал все детали металлургического процесса, осмыслил все данные, их причины и последствия.
Представляете чувства студентов, когда они садятся за тренажёр и вровень с преподавателем рулят выплавкой стали!
Как магистр технических наук, как преподаватель, как тьютор, я вижу, что моя миссия выполнена. Мой любимый предмет, моя спецдисциплина становится для студента своей, понятной, осязаемой. Показана совокупность всех составляющих металлургическог о процесса, их вза- имосвязь и взаимообусловленность, и теперь у студента горят глаза. Это не просто загораются рычаги и тумблеры на тренажёре, это загорается любовь к преподаваемому мной предмету, искренний интерес и восхищение процессом!
Благодаря этим тренажёрам преподаватель может уйти на второй план. Да, он рядом, он страхует, но вся ответственность за конечный результат ле- жит на студенте. Это уже не реальность, это жизнь. Современные студенты много времени проводят за компьютерными играми. А тут не просто игра —металлургический процесс.
Всё это программное обеспечение позволяет сделать учебный процесс максимально приближенным к производственным условиям, разнообразить практические занятия, интереснее проводить профориентационную работу, обучающие семинары для работников производства, готовить участников на со- ревнования World Skills (всемирные соревнования по техническим специальностям).
Дело в том, что каждый преподаватель немного влюблён в свой предмет. Да, он хорошо его знает, да, он каждый год в нём совершенствуется. Но этого мало.
Хочется, чтобы студент полюбил этот предмет, увидел его полноту,
гармонию частей, взаимосвязь. Ведь когда-то преподаватель увлёкся этим предметом, и хочется так же увлечь и студентов. Особенно если речь идёт о спецдисциплине - ремесле, которое будет обеспечивать человека всю жизнь.
Какое моральное удовлетворение испытывае преподаватель, когда он видит, что студент всё понял в предмете и увлёкся им! Осознал все детали металлургического процесса, осмыслил все данные, их причины и последствия.
Представляете чувства студентов, когда они садятся за тренажёр и вровень с преподавателем рулят выплавкой стали!
Как магистр технических наук, как преподаватель, как тьютор, я вижу, что моя миссия выполнена. Мой любимый предмет, моя спецдисциплина становится для студента своей, понятной, осязаемой. Показана совокупность всех составляющих металлургическог о процесса, их вза- имосвязь и взаимообусловленность, и теперь у студента горят глаза. Это не просто загораются рычаги и тумблеры на тренажёре, это загорается любовь к преподаваемому мной предмету, искренний интерес и восхищение процессом!
Благодаря этим тренажёрам преподаватель может уйти на второй план. Да, он рядом, он страхует, но вся ответственность за конечный результат ле- жит на студенте. Это уже не реальность, это жизнь. Современные студенты много времени проводят за компьютерными играми. А тут не просто игра —металлургический процесс.
Всё это программное обеспечение позволяет сделать учебный процесс максимально приближенным к производственным условиям, разнообразить практические занятия, интереснее проводить профориентационную работу, обучающие семинары для работников производства, готовить участников на со- ревнования World Skills (всемирные соревнования по техническим специальностям).
Кроме того, тренажёры и 3D Атласы позволят готовить курсовые проекты совершенно в новом качестве, в последующем это оборудование поможет проводить ДЕМО- экзамен.
ДЕМО–экзамен проводится в два этапа: сперва отрабатывается теоретический материал, затем теоретические навыки следует подтвердить на практическом этапе, где студенту даётся задание и он сам выполняет его в присутствии комиссии. Комиссия — это работники завода, начальники, зам.начальники цехов. И студенты должны показать результат
ДЕМО–экзамен проводится в два этапа: сперва отрабатывается теоретический материал, затем теоретические навыки следует подтвердить на практическом этапе, где студенту даётся задание и он сам выполняет его в присутствии комиссии. Комиссия — это работники завода, начальники, зам.начальники цехов. И студенты должны показать результат
Тренажёры и 3D Атласы размещены в «Центре компетенций» ТВПК и будут способствовать переобучению, переподготовке специалистов, тех, которые уже работают на заводе и нуждаются в повышении квалификации.
Центр рассчитан на переподготовку специалистов для города, для области, а не только для студентов колледжа. Выдаётся сертификат. Такие центры дают рабочую квалификацию — это минимальный разряд. А максимальный дают на производстве. То есть на базе таких знаний специалист дальше сам может расти.
На дополнительное финансирование, которое выделили к программе «Жас маман», были закуплены принтеры, ноутбуки, компьютеры и шлифовально-полировальный станок.
Когда делают пробы металла, то используют муфельную печь, которая позволяет поднимать температуру до 1100 С градусов. Там взятый образец плавится, шлифуется, полируется , потом на микроскопах просматривается структура металла.
Вот твердомер, с помощью которого можно определить твёрдость металла по Роквеллу, по Бринелли. Это уже металловедение, этот предмет тоже важен для металлургов.
Печи — это же пирометаллургия, которая осуществляется при высоких температурах. То есть мало того что мы изучаем печь в разрезе, в 3D Атласе, что мы моделируем технологический процесс на тренажёрах, проводится ещё и качественный химический анализ того, что есть на выходе. Это высоконаучное, высокоточное оборудование на стыке с химией, и скорее всего, будет совместное сотрудничество, которое позволит студентам досконально знать все химические процессы, происходящие в этой печи, проводить опыты, эксприменты.
Современное оборудование, закупленное ТВПК, направлено не только на овладение студентами практических занятий, которые позволят детально рассмотреть любую печь, знать технологию выплавляемого процесса, подбирать марку стали, рассчитывать состав шихты и полностью управлять технологией, автоматизацией технологического процесса, но и позволяет проводить курсы среди безработного населения, а также курсы переподго- товки по рабочим специальностям ,таким как «Горновой доменной печи», «Газовщик», «Оператор машины непрерывного литья заготовок», «Оператор загрузки конвертера», «Подручный сталевара конвертера», «Сталевар конвертера», «Плавильщик всех наименований», то есть данное оборудование позволит переобучать население и выдавать соответственно свидетельства о подтверждении пройденного курса.
Центр рассчитан на переподготовку специалистов для города, для области, а не только для студентов колледжа. Выдаётся сертификат. Такие центры дают рабочую квалификацию — это минимальный разряд. А максимальный дают на производстве. То есть на базе таких знаний специалист дальше сам может расти.
На дополнительное финансирование, которое выделили к программе «Жас маман», были закуплены принтеры, ноутбуки, компьютеры и шлифовально-полировальный станок.
Когда делают пробы металла, то используют муфельную печь, которая позволяет поднимать температуру до 1100 С градусов. Там взятый образец плавится, шлифуется, полируется , потом на микроскопах просматривается структура металла.
Вот твердомер, с помощью которого можно определить твёрдость металла по Роквеллу, по Бринелли. Это уже металловедение, этот предмет тоже важен для металлургов.
Печи — это же пирометаллургия, которая осуществляется при высоких температурах. То есть мало того что мы изучаем печь в разрезе, в 3D Атласе, что мы моделируем технологический процесс на тренажёрах, проводится ещё и качественный химический анализ того, что есть на выходе. Это высоконаучное, высокоточное оборудование на стыке с химией, и скорее всего, будет совместное сотрудничество, которое позволит студентам досконально знать все химические процессы, происходящие в этой печи, проводить опыты, эксприменты.
Современное оборудование, закупленное ТВПК, направлено не только на овладение студентами практических занятий, которые позволят детально рассмотреть любую печь, знать технологию выплавляемого процесса, подбирать марку стали, рассчитывать состав шихты и полностью управлять технологией, автоматизацией технологического процесса, но и позволяет проводить курсы среди безработного населения, а также курсы переподго- товки по рабочим специальностям ,таким как «Горновой доменной печи», «Газовщик», «Оператор машины непрерывного литья заготовок», «Оператор загрузки конвертера», «Подручный сталевара конвертера», «Сталевар конвертера», «Плавильщик всех наименований», то есть данное оборудование позволит переобучать население и выдавать соответственно свидетельства о подтверждении пройденного курса.
Вы можете приобрести онлайн курс, тренажер или комплект систем по необходимой специальности, профессии. Доступ к курсам будет предоставлен в удобный для вас период времени.