“铁矿石造块原理与工艺”课程改革的探索

摘?要：“铁矿石造块原理与工艺”这门课程是中南大学冶金工程专业选修课之一，主要针对目前的钢铁冶金中铁矿石造块方法（烧结法、球团法和压团法）进行理论讲解。目前课程教学现状为：①认真备课，提炼重难点，做好课件；②抓住“原理-工艺-设备”这条主线；③注重培养学生的自主学习意识。在以上课程教学措施实施基础上，为了更好地上好本课程和培养钢铁人才，笔者提出了如下改进建议：①加强教材体系建设；②激发学习动机和学习兴趣；③运用多媒体技术和网络辅助教学平台；④开放本课程相关实验。以便更好地满足新形势下现代钢铁工业对冶金工程人才的需求。

关键词：铁矿石造块原理与工艺；钢铁冶金；课程改革；探索

一、“铁矿石造块原理与工艺”课程现状

中南大学冶金科学与工程学院冶金工程专业办学六十年以来，已经拥有有色金属冶金、冶金物理化学和钢铁冶金三个二级学科，其中有色金属冶金是老牌二级国家重点学科，但钢铁冶金二级学科处于建设起步阶段，因此“铁矿石造块原理与工艺”就成为了本学院学生选修钢铁冶金方向的一门选修课，32个学时。通过该课程的学习，能使学生掌握烧结球团造块过程中烧结基本原理、生产工艺及操作，球团矿生产基本理论、生产工艺及操作等知识，为今后从事钢铁冶金球团烧结及相关行业的研究开发工作奠定基础。

1.认真备课，提炼重难点，做好课件

在教学环节中为了让学生能更好地学习烧结过程机理、烧结生产工艺和球团矿焙烧理论基础及其生产工艺等，教师必须认真备课，钻研教材，提炼重点难点。例如在讲解“烧结基本原理”时，重难点是掌握控制高温区，矿化作用，熔剂在烧结过程的反应，粒度的控制，燃料的用量；在讲授“烧结生产工艺及操作”时，掌握配料的精确度、一混和二混的作用，布料均匀，点火参数等；讲解“球团矿生产基本理论”时，成球过程和影响造球的因素，造球机工艺参数，干燥的原则，破裂温度、爆裂温度，球团的焙烧固结方式和焙烧制度等是重难点；学习“球团矿生产工艺及操作”时，重点学习球团生产原料的准备、配料及混料与烧结的区别，竖炉的结构、工作原理，事故判断及处理，带式焙烧机和链箅机—回转窑生产原理等。

“铁矿石造块原理与工艺”课程是工艺性和实践性很强的课程，本课程老师在讲解过程中叙述性文字比较多，比较抽象，为了便于学生理解，教师利用多媒体图像和动画模拟工程实际过程，把抽象的概念具体化、实物化，加强了直观教学，使学生获得感性认识，便于理解。同时也激发学生学习兴趣，获得较好的课堂学习效果。例如在讲授烧结过程时，烧结机的示意图、烧结过程示意图和烧结层内反应进行状态图都要一一进行图片和动画展示，让学生对烧结主体设备及其过程有一个充分的理解。在讲授球团造球—烧结过程时，对造球设备圆盘造球机和烧结设备链箅机-回转窑这些主体设备的结构及运行过程进行图片讲解，让抽象的理论和工艺过程通过图片和动画具体化、实物化。

2.抓住“原理—工艺—设备”这条主线

在讲授本课程过程中，始终抓住“原理—工艺—设备”这条主线，建立它们之间的相互联系。根据所需的不同高炉原料，采取的烧结方法会有所不同，其烧结原理不同，工艺过程和烧结设备也会有很大的区别。例如采取烧结法烧结，其原料可以是掺入了含铁杂料（高炉灰、转炉灰、轧钢皮、氧化铁皮、黄铁矿烧渣和硫酸渣）的铁精矿，而球团法和压团法就必须是品位较高的铁精矿；烧结法、球团法和压团法它们各自的烧结机理不同，其工艺操作过程也大相径庭，且设备烧结法是烧结机为主，球团法是链箅机-回转窑为主，压团法经过压制后根据其实际情况来选取烧结设备，说明设备也是不同的。因此，在讲授时应抓住这条主线，并把它贯穿于每一章节的原理、每个工艺和每个设备，这样脉络清楚，从而便于学生学习理解。

3.注重培养学生的自主学习意识

传统的教学方法是以教师为中心对学生进行填鸭式教学，学生缺乏自学和思考的主动性。教学本来应该是教与学的互动过程，教师通过适当的教学方法，学生通过自主有目的的学习，这样才能取得好的学习效果。例如在讲解烧结球团设备过程中，我们事先让学生通过查阅资料和图片了解设备的种类、设备的用途和设备的运行情况，然后在上课时大家各自发言，培养自主学习的动力。

二、“铁矿石造块原理与工艺”课程存在的问题和改进建议

“铁矿石造块原理与工艺”这门课程在讲授过程中，笔者觉得有些地方可以进行改进，提出了以下建议：

1.加强教材体系建设

该课程教材要么是1996年由傅菊英、姜涛和庆编，由中南工业大学出版社出版的《烧结球团学》；要么是2008年的自编讲义《铁矿石造块原理与工艺》；或者是2006年由王悦祥编写，由冶金工业出版社出版的《烧结矿与球团矿生产》。这些教材知识有些陈旧，有些工艺和设备不太适合现在钢铁工业铁矿石造块发展要求，建议重新编写。而且，教材编写时还需补充近几年铁矿石造块方面的最新理论、工艺和设备以及将来的发展趋势，只有这样才能让学生紧跟钢铁工业发展步伐和保持高度的兴奋状态，为以后的就业打下坚实的基础。因此，目前编写一本关于铁矿石造块原理与工艺的教材是很有必要的。

2.激发学习动机和学习兴趣

中南大学冶金科学与工程学院的本科生大部分学习有色金属冶金方向，因为其实力在国内屈指可数，就业的时候基本可以在几个单位之间挑选，而钢铁冶金处于发展阶段，来选本课程的同学基本抱着了解一下钢铁冶金中造块方法的心态，学习兴趣不大。鉴于这种情况，我建议将课程名称改为“造块原理与工艺”，把钢铁冶金和有色金属冶炼过程中所用到的造块原理和方法以及工艺来和学生分享，这样既可以拓宽知识面，又可以让大家觉得该课程不仅适用于钢铁冶金，也适合于有色冶金，对将来的继续深造或就业都大有裨益。

3.运用网络辅助教学平台

在本课程讲授过程中，笔者基本可以利用多媒体图片和动画进行讲述，让学生有一个详细和直观的感官冲击。但课后由于教师与学生相距较远，不能随时方便地安排答疑时间和面对面地解决学生的疑问，如果有网络辅助平台，就可以对学生进行课后辅导，课堂上未能理解的难点和课外遇到的问题，学生可以很方便地提出自己的疑问。教师也不会受到地域和时间的限制，即使在家中，也可以很及时、方便、快捷地解决学生提出来的问题。这对学生的学习具有较大的促进作用。

4.开放本课程相关实验

“铁矿石造块原理与工艺”是一门既具有丰富的理论性，又具有很强的实用性和实践性的课程。建议在讲授烧结球团基本原理、基本工艺和设备的同时，开设3～8个实验供学生选择，例如固体燃料发热量的测定实验、熔体粘度测定实验、冶金粉末性能测定实验、铁矿石烧结实验、铁矿石造块实验、烧结矿性能评价等。让学生在学习该课程过程中加深对所学知识的理解，并且还能获得相应的实践知识和一定的操作技能，培养学生在实际动手中运用所学知识去分析问题和解决问题的能力，为以后的科研和工作打下坚实的基础。

综上所述，通过以上的课程改进建议，相信“铁矿石造块原理与工艺”这门课程会让学生提高工程实践能力，从而突出中南大学冶金工程专业培养特色，培养出现代钢铁冶金行业急需的创新实用型高级人才。