1.1研究背景

随着高炉的炼铁技术提高，高炉慢慢向高风温，大型化，高顶压方面发展，宝钢股份分公司内四个高炉的有效容积都已超过了4000立方米，通过热风炉加热的高炉热风温度达到了1250℃，高炉炉顶的设计压力为0.28MPa，风口区域的送风压力已经到达0.48MPa。为了保证安全的生产高炉密闭反应容器，用来堵铁口泥炮的烧结强度要求越高，单次出铁的时间延长要求泥炮耐受铁水冲刷能力要提高，高炉大型化带来了增加铁口的深度的，利用的无水泥炮，堵铁口质料硬度和高炉产量的进步，出铁次数增加等缘故，自动化水平的进步和劳动生产率的提高，随之而来的开口机能力也相应提高以满足工艺需求^[1]。

高炉中铁水和熔渣通过出铁口排到高炉外。出铁口的孔道用耐火泥堵塞烧结，泥炮是堵塞耐火泥的设备，打开出铁口孔道的设备是开口机，在高炉铁口打开出铁的过程中，为防止铁水热量对周围设备的损害，避免灰尘外逸，在铁水主沟上方装了防护盖，这防护盖在堵铁口的时候要移开，因此在高炉炉前装了了移盖机。宝钢股份分公司拥有四个4000立方米大型的高炉，随着技术的发展，高炉装备越来越先进化、大型化、智能化的方向发展。尤其是这几年大修和新建的高炉，在出铁场炉前开口机、泥炮和移盖机设备实现了全液压的远程自动操作。

1.2虚拟仿真技术的概念和特性

1.2.1虚拟仿真技术的概念

虚拟生产仿真实训系统是山东星科有限公司研发于很适合如今钢铁企业和高校培训的一套虚拟仿真实训系统，配合声音、图像、动画和互动的可视化设备，弥补了实机无法操作炉顶容易发生事故和其他缺陷的实际操作。

使用炼铁出产仿真实训体系,按照所要培训的实质进行相应的虚拟处理,不管员工是在学习常识、累计经验、还是在实力创新,技术训练等均可收到意想不到的效益。如知识学习，它可以改变过程中再现不可观察到的实际工作中设备的动作，为员工提供生动、感性的学习材料，帮助员工解决知识学习中的难处。在经验积累方面,能够建立种种虚拟实验室,自由地做各种实验,重复观察各种现象,思量其产生的机理,寻求不同条件下的实验成果与前提变化的规律性,增强感性认识并加以训练上升到理论认识。在技能训练方面,使员工能够在虚拟的学习中能够全身心地投入到学习环境中去,可以亲手练练、亲口说一说等各种各样的技能训练,例如电器维修技能、设备操作技能等。虚拟技能训练系统没有任何的危险,可以无数次地重复练习,一直到掌握操作技能为止,而且几乎没有费用的损失^[3]。

虚拟现实技术可以通过逼真的模拟任何存在或设想中的事物,并将其呈现在荧幕中。是为了让用户观察与学习钢铁行业中的炼铁厂、设备、工艺流程。虚拟现实技术,简称VR,是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境——虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的）的事物和环境，自然地与虚拟环境进行交互^[3]。

虚拟仿真技术则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合，是一种高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用和虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分体现了现代仿真技术的发展需求。

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