Программа обучения по дисциплине (Syllabus) (стр. 1 )

Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/37

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра металлургии

ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

(Syllabus)

для студентов специальности 050709 «Металлургия»

Павлодар

Лист утверждения программы обучения по дисциплине (Syllabus)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/38

Декан ФММиТ

___________

(подпись)

«___»________20__г.

Составители: к. т.н., доцент ____________

к. т.н., доцент____________

Кафедра металлургии

Программа обучения по дисциплине (Syllabus)

по дисциплине «Технология металлургического производства 1»

для студентов специальности 050709 «Металлургия»

Программа разработана на основании рабочей учебной программы, утверждённой

«____» _________20__г.

Рекомендована на заседании кафедры «___»_________20__г.

Протокол №___

Заведующий кафедрой _________

(подпись)

Одобрена учебно-методическим советом факультета металлургии, машиностроения и транспорта

«___»________20__г. Протокол №___

Председатель УМС ___________

(подпись)

1 Сведения о преподавателях и контактная информация

Старший преподаватель, Ибраева Оразбике Токтархановна, лекции, занятия СРСП.

Старший преподаватель, магистр , практические занятия и лабораторные занятия.

Кафедра металлургии находится в Б-1 корпусе (г. Павлодар, ул. Ак. Чокина 139), аудитория 224, контактный телефон доб. 217).

2 Данные о дисциплине

Курс 3 (6 семестр – экзамен).

3 Трудоемкость дисциплины

Семестр	Количество кредитов	Количество контактных часов по видам аудиторных занятий	Количество часов самостоятельной работы студента	Формы контроля
всего	лекции	практические	лабораторные	всего	СРСП
6	3	45	30	7,5	7,5	90	45	экзамен

4 Цель дисциплины

Целью преподавания дисциплины является дать обучающимся студентам глубокие знания об основных теоретических и технологических положениях производства черных и цветных металлов; умение решать сложные технологические задачи; иметь навыки само­стоятельной работы по организации и управлению экспериментальных исследований технологических процессов на действующих металлургических агрегатах и перспективных опытных и опытно-промышленных комплексах.

Задачи дисциплины

Задачами изучения дисциплины является освоить общие закономерности процессов, протекающих в агрегатах черной и цветной металлургии; освоить методы расчета шихты, материального и теплового балансов процесса, интенсификации технологических процессов и управления плавкой.

5 Требования к знаниям и умениям и навыкам

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

– основные теоретические и технологические положения производства черных и цветных металлов;

– основное технологическое оборудование;

– технико-экономические показатели процессов.

В результате изучения дисциплины студент должен уметь:

– решать сложные технологические задачи;

– организовывать и управлять экспериментальными исследованиями, технологическими процессами на действующих металлургических агрегатах и перспективных опытных и опытно-промышленных комплексах.

6 Пререквизиты

Для освоения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки приобретенные при изучении следующих дисциплин: физика, химия, математика, введение в специальность, материаловедение и ТКМ, Теория металлургических процессов.

7 Постреквизиты

Технология металлургического производства 2

8 Тематический план дисциплины

№ п/п	Наименование тем	Количество контактных часов по видам занятий
лекции	Прак	Лаб	СРСП
1	Введение	1			2
2	Теоретические основы процесса производства металлов. Физико – химические основы горения. Процессы образования и диссоциации сульфидов, оксидов, хлоридов и фторидов. Теоретические основы процессов восстановления. Теоретические основы окислительной плавки.	3	1		15
3	Исходные материалы металлургического производства.	2		1,5 (3)	12
4	Производство чугуна.	9	2		15
5	Производство стали.	6	2	6 (12)	22
6	Производство ферросплавов.	4	2,5		12
7	Производство цветных металлов.	5			12
ИТОГО: 135	30	7,5	7,5 (15)	90

9 Краткое описание дисциплины

Предмет «Технология металлургического производства 1» – профилирующая дисциплина, включающая в себя изучение теории и технологии производства металлов, основных направлениях развития металлургии.

10 Компоненты курса

Содержание тем дисциплины

Тема 1. Введение

Общая характеристика производства чёрных и цветных металлов и сплавов, их значение для промышленного комплекса страны. Классификация черных и цветных металлов и сплавов. Современное состояние производства металлов в Казахстане, странах ближнего и дальнего зарубежья. Перспективы металлургии в связи с развитием новой техники и инновационных технологий. Экономические предпосылки развития металлургического производства.

Тема 2. Теоретические основы процесса производства металлов. Физико – химические основы горения. Процессы образования и диссоциации сульфидов, оксидов, хлоридов и фторидов. Теоретические основы процессов восстановления. Теоретические основы окислительной плавки.

Физико – химические основы горения. Общая характеристика и разновидности процессов горения в металлургии. Термодинамика реакций горения окиси углерода, водорода и метана. Расчетные характеристики равновесия. Диссоциация продуктов горения и свойства газовых атмосфер. Основы механизма и кинетики процессов горения в газовых смесях. Условия воспламенения и горения по цепному механизму. Термодинамика реакций горения углерода. Предельные составы газовой фазы при реагировании углерода с СО2 и Н2О. Основы механизма и кинетики взаимодействия углерода с газообразным окислителями. Кинетический, диффузионный, переходный режимы реагирования.

Процессы образования и диссоциации сульфидов, оксидов, хлоридов и фторидов. Общие закономерности реакций образования и диссоциации оксидов и других соединений, количественные характеристики химической прочности соединений. Изменение химической прочности при фазовых переходах и образовании растворов. Термодинамические свойства оксидов железа и последовательность их превращений. Анализ диаграммы состояния железо-кислород. Сопоставление химической прочности оксидов и других соединений. Механизм и основы кинетики процессов окисления железа и других металлов. Роль дефектов кристаллической решетки в диффузионной кинетике.

Теоретические основы процессов восстановления. Общая характеристика процессов восстановления металлов и применяемых восстановителей. Термодинамика восстановления оксидов железа водородом и коисью углерода. Диаграммы равновесия. Эффективность восстановителей и закономерность процессов. Механизм и кинетика восстановления оксидов металлов газовыми реагентами.

Термодинамические основы металлотермии. Эффективность применения вакуума.

Восстановление металлов из оксидов углеродом. Условия восстановления углеродом прочных оксидов. Температуры начала восстановления. Влияние вакуума. Роль карбидообразования. Свойства карбидов различных металлов. Процессы науглераживания железа окисью углерода и метаном.

Теоретические основы окислительной плавки. Железоуглеродистые расплавы, их свойства и строение. Металлургические шлаки и их физические свойства. Особенности твердофазных реакций. Структуры расплавленных шлаков. Важнейшие диаграммы состояния. Процессы превращений при отвердевании шлаков. Взаимодействие фаз при окислительной плавке. Закономерности распределения кислорода между металлом и шлаком. Термодинамика окисления примесей металлического расплава.

Тема 3. Исходные материалы металлургического производства

Руды, их характеристика. Значимость для промышленности страны. Принципы обогащения руд. Физико-химические основы процессов окускования руд: агломерация и производство окатышей. Экономическая целесообразность подготовки материалов для металлургического производства.

Тема 4. Производство чугуна

Общая характеристика процессов доменной плавки. Движение шихты и газов в доменной печи, рациональное их распределение. Развитие косвенного и прямого востановления в доменной печи. Образование чугуна и шлака. Процессы в горне доменной печи. Методы интенсификации доменного процесса. ГОСТы на чугун. Технико-экономические показатели доменной плавки.

Тема 5. Производство стали

Общая характеристика способов производства стали. Экономические предпосылки их применения и развития.

Кислородно-конвертерный процесс. Конструкция конвертера. Изменение состава металла, шлака и газа по ходу процесса. Варианты конвертерного передела. Основы контроля и автоматизации конвертерного процесса. Производство легированных сталей. Технико-экономические показатели конвертерного производства.

Подовые процессы. Разновидности мартеновского процесса. Основные реакции. Интенсификация мартеновской плавки и ее технико-экономические показатели. Применение двухванных печей. Современное состояние и перспективы подовых процессов производства стали.

Производство стали в электрических печах. Устройство дуговой электропечи. Плавка с окислением и методом переплава. Технико-экономические показатели работы электросталеплавильных печей. ГОСТы на стали. Сравнение себестоимости и качества сталей по методу выплавки. Экономическое обоснование выбора способа выплавки. Сравнение различных способов выплавки по совокупности защитных мероприятий.

Выплавка сталей и сплавов в открытых и вакуумных индукционных печах. Вакуумный дуговой переплав. Электрошлаковый переплав. Электронно-лучевая плавка. Плазменно-дуговой переплав. Зонная плавка металлов высокой чистоты. Экономическое обоснование применения новых методов выплавки высоколегированных сталей и сплавов (ЭШП, ВДП, ЭЛП, ПДП).

Тема 6. Производство ферросплавов

Назначение и виды ферросплавов. ГОСТы на ферросплавы. Устройство ферросплавных печей. Основы ппроизводства сплавов на основе кремния, марганца, хрома. Основы ппроизводства малой группы ферросплавов на основе вольфрама, титана, молибдена, ванадия и других. Технико-экономические показатели производства ферросплавов.

Тема 7. Производство цветных металлов

Классификация и стандартизация цветных металлов. Пиро-, гидро - и электрометаллургические способы получения цветных металлов.

Металлургия меди. Схемы пирометаллургического производства: обжиг руд и концентратов, плавка на штейн, конвертирование медных штейнов, огневое и электролитическое рафинирование.

Металлургия алюминия. Производство глинозема. Получение чернового алюминия и его рафинирование.

Производство тугоплавких металлов. Основы производства титана. Хлорирование титаносодержащих материалов. Получение титана металлотермическим и электролитическим методами.

Основы производства металлического вольфрама. Технико-экономические показатели производства тугоплавких металлов. Перспективы развития производства цветных металлов. Новые направления в технологии.