Реферат: Программа дисциплины для студентов Форма ф со пгу 18. 2/07

Программа дисциплины

для студентов





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.2/07


Министерство образования и науки Республики Казахстан


Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова


Кафедра металлургии


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ

дисциплина «Технология металлургического производства 1»

специальности 050709 «Металлургия»


Павлодар

Лист утверждения

к программе дисциплины

для студентов





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.2/11



УТВЕРЖДАЮ
Декан ФММиТ

___________Т.Т. Токтаганов

«___»________200_г


Составители: старший преподаватель Абрамов А.А.,

магистр, старший преподаватель Таскарина А.Ж.


^ Кафедра металлургии


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

дисциплины «Технология металлургического производства 1»


для студентов специальности 050709 «Металлургия»


Программа разработана на основании рабочей учебной программы,

утвержденной «__»_________200_г.


Рекомендована на заседании кафедры «__»_________200_г.

протокол №___


Заведующий кафедрой __________ М.М. Суюндиков


Одобрена учебно-методическим советом факультета металлургии, машиностроения и транспорта

«__»________200_г. Протокол №___


Председатель УМС ____________ Ж.Е. Ахметов


^ Данные о преподавателях


Кафедра металлургии

Факультет металлургии, машиностроения и транспорта

Старший преподаватель, Абрамов Антон Анатольевич, лекции, занятия СРСП.

Старший преподаватель, магистр Штиль Ирина Эдуардовна, практические занятия и лабораторные занятия.

Тел. (8-7182) 673623

Приемные часы 1000 – 1200 каждую субботу № ауд. Б-224


^ Данные о дисциплине


Курс 3 (6 семестр – экзамен).


Пререквизиты


Химия, физическая и коллоидная химия, аналитическая химия и физико-химические методы анализа, материаловедение и ТКМ, теория металлургических процессов, металлургическая теплотехника.


^ Цель преподавания 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 изучения 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.


^ 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.




Выписка из рабочего учебного плана специальности





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.1/10


^ Выписка из рабочего учебного плана специальности 050709 «Металлургия»

Наименование дисциплины «Технология металлургического производства 1»


Форма обучения

Формы контроля

Объем работы студ. в часах


Распределение часов

Всего

экз

зач

кп

Кр

РГР

К.р

Общ

ауд

СРО

Лек

Практ

Лабор

СРО

Очная на базе ОСО

6

















135


45


90


30


7,5


7,5

(15)


45


Литература


Основная


1 Валиев Х.Х. Металлургия свинца, цинка и сопутствующих металлов. Учебник / Х.Х. Валиев, Ю.П. Романтеев. – Алматы, 2000. – 441 с.

2 Воскобойников В.Г. Общая металлургия [Текст]: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2005. – 768 с.

3 Жукебаева Т.Ж. Металлургия: учебное пособие / Т.Ж. Жукебаева, М.К. Альжанов. – Караганда: КарГТУ, 2002. – 87 с.

4 Ибраева О.Т. Теория и технология выплавки стали в кислородных конвертерах и мартеновских печах. Методическое указание / О.Т. Ибраева, И.К. Ибраев, Е.Б. Сулеймен. – Павлодар: ПГУ им. С. Торайгырова, 2005. – 40 с.

5 Лякишев Н.П. Металлургия хрома / Н.П. Лякишев, М.И. Гасик. – М. : ЭЛИЗ. – 1999. – 582 с.

6 Муканов Д. Металлургия Казахстана: состояние, инновационный потенциал, тренд развития. – Алматы, 2005. – 290 с.

7 Уткин Н.И. Производство цветных металлов. – 2-е изд. – М. : Интермет Инжиниринг, 2004. – 442 с.

8 Худайбергенов Т.Е. Металлургия легких металлов: Учебник.– Алматы, 2001.– 235 с.

9 Ибраев И.К., Акбердин А.А. Теоретические, технологические и экологические особенности производства низкоуглеродистой стали для листового проката. Научно-учебное пособие. – Алматы: НИЦ «Ғылым», 2008 – 386 с.

10 Толымбеков М.Ж., Нұрымғалиев А.Қ. Болат және ферроқорытпалар электрометаллургиясы бойынша технологиялық есептеулер. Оқу құралы – Алматы: ҒБО «Ғылым», 2006. – 262 с.

11 Тлеугабулов С.М. Теория металлургических процессов. Учебное пособие для вузов. – Алматы: издание РИК по учебной и методической литературе, 2007. – 351 с.


Дополнительная


12 Арсентьев П.П. Общая металлургия / П.П. Арсентьев, В.В. Яковлев, М.Г. Крашенинников, А.В. Зиновьев, И.П. Арсеньева. – М. : Металлургия, 1986. – 360 с.

13 Борнацкий И. И. Физико-химические основы сталеплавильных процессов. – М. : Металлургия, 1974. – 320 с.

14 Еднерал Ф. Б. Электрометаллургия стали и ферросплавов. – М. : Металлургия, 1963. – 641 с.

15 Еднерал Ф. Б. Расчеты по электрометаллургии стали и ферросплавов. Учебное пособие / Ф.Б. Еднерал, А.Ф. Филиппов. – М. : Металлургиздат, 1963. – 230 с.

16 Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов / А.Н. Зеликман, О.Е. Крейн, Г.В. Самсонов. – М. : Металлургия, 1978. – 560 с.

17 Красавцев Н.И. Металлургия чугуна. – М. : Металлургиздат, 1952. – 639 с.

18 Машины и агрегаты металлургических заводов. Учебник в 3-х томах. – М. : Металлургия, 1976. – 1981 с.

19 Поволоцкий Д. Я. Производство стали и ферросплавов. – М. : Металлургия, 1984. – 568 с.

20 Севрюков Н.Н. Общая металлургия / Н.Н. Севрюков, Б.А. Кузьмин, Е.В. Челищев. – М. : Металлургия, 1976. – 568 с.

21 Гуляев А.П. Металловедение: учебник для вузов – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

22 Едильбаев И. Возрождение. – Алматы, 2004. – 276 с.


Рекомендуемая периодическая литература


Журнал «Известия вузов. Черная металлургия»

Журнал «Известия вузов. Цветная металлургия»

Журнал «Цветные металлы»

Журнал «Промышленность Казахстана»


^ Содержание дисциплины



Тематический план

дисциплины





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.2/07




^ Тематический план дисциплины

№

п/п

 

Наименование тем

Количество часов

Лек.

Прак

Лаб

СРО

1

2

3

4

5

6

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

30

7,5

7,5 (15)

90



Содержание лекционного курса


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.


^ Содержание лабораторных занятий


Целью лабораторных занятий является получение более полного представления о производстве черных и цветных металлов.


^ Тема 3. Исходные материалы металлургического производства.

Занятие № 1. Технология брикетирования рудной мелочи.

Целью занятия является изучение режима брикетирования рудной мелочи и свойства полученных брикетов.


Тема 5. Производство стали

Занятие № 2. Изучение влияния положения сопла над ванной на величину реакционной зоны и глубину проникновения газовой струи в жидкость.

Целью занятия является наблюдение за формой реакционной зоны и глубиной проникновения газовой струи в жидкую ванну при изменении положения фурмы над поверхностью жидкости.


Занятие № 3. Исследование процесса формирования слитка на прозрачной модели.

Целью занятия является путем моделирования воспроизвести геометрическое подобие процесса формирование различных кристаллических зон в слитках и ее влияние на кристаллическое строение металла, а также показать механизм образования усадочной раковины и развитие физической неоднородности.


^ Содержание практических занятий


Целью практических занятий является углубить и закрепить теоретические знания, полученные на лекциях, приобрести навыки расчетов.


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.

Занятие № 1. Расчет материального и теплового балансов восстановительного процесса.

Целью занятия является рассмотреть основные статьи теплового баланса, расчет материального и теплового балансов восстановительного процесса.


^ Тема 4. Производство чугуна

Занятие № 2. Конструкция и расчет профиля доменной печи.

Целью занятия является ознакомиться с профилем и конструкцией доменной печи, рассчитать размеры профиля доменной печи по методу Павлова М.А, Раму А.Н. и Леонидову Н.К.

^ Тема 5. Производство стали

Занятие № 3. Расчет конструктивных размеров кислородного конвертора.

Целью занятия является изучение конструкции кислородного конвертора, профиля рабочего пространства и расчет, определение основных размеров кислородного конвертера


^ Тема 6. Производство ферросплавов

Занятие № 4. Расчёты шихты для выплавки ферросплавов.

Целью занятия является изучение основных компонентов шихты, расчёты по составлению материального и теплового балансов плавки ферросплавов.


^ Содержание СРС


В дисциплине предусматривается выполнение студентами самостоятельной работы, которая включает работу с учебниками, учебными пособиями, периодическими изданиями и современными информационными системами. Са­мостоятельная работа студентов направлена на углубление полученных в ходе аудиторных занятий знаний по дисциплине, закрепления навыков и умений, по­вышение качества выполняемых контрольных работ.


№

Вид СРО

Форма отчетности

Вид контроля

Объем в часах

1

Проработка дополнительных тем, не вошедших в лекционный материал

Конспект

Защита отчета

30

2

Проработка пройденного лекционного материалов по конспекту лекций, учебникам и пособиям

Конспект

Защита отчета

20

3

Подготовка к защите лабораторных и практических работ, СРСП

Отчет

Защита отчета

20

4

Подготовка к рубежному контролю

Устный опрос

РК1, РК2

20


^ Темы, предлагаемые студентам для самостоятельного изучения


1 Введение. Классификация черных и цветных металлов и сплавов

Рекомендуемая литература: [2, 10 – 19 с.], [21, 160 - 198 с., 318 – 322 с., 478 – 533 с.].

2 Месторождения железных и марганцевых руд Казахстана.

Рекомендуемая литература: [6, 127 – 135 с.], [22, 130 – 183 с.].

3 Конструкция доменной печи.

Рекомендуемая литература: [2, 66 – 87 с.].

4 Доменный процесс. Восстановительные процессы в доменной печи.

Рекомендуемая литература: [2, 87 – 105 с.].

5 Образование чугуна и шлака. Дутье, процессы в горне и движение газов в печи.

Рекомендуемая литература: [2, 105 – 128 с.].

6 Интенсификация доменного процесса. Продукты доменной плавки.

Рекомендуемая литература: [2, 128 – 142 с.].

7 Внедоменное получение железа.

Рекомендуемая литература: [2, 177 – 191 с.].

8 Конвертерное производство стали.

Рекомендуемая литература: [2, 253 – 342 с.].

9 Производство стали в электрических печах.

Рекомендуемая литература: [2, 405 – 494 с.].

10 Внепечная обработка стали. Разливка стали.

Рекомендуемая литература: [2, 497 – 643 с.].

11 Ферросплавы. Производство сплавов на основе кремния и марганца.

Рекомендуемая литература: [2, 670 - 688].

12 Производство феррохрома.

Рекомендуемая литература: [2, 688 - 691].

13 Производство глинозема и алюминия.

Рекомендуемая литература: [2, 729 - 746].


^ Распределение баллов при определении первого и второго рейтингов текущей успеваемости

№

Виды контроля

Максимальное число баллов

Рейтинг 1

Рейтинг 2




100

100

1

Текущий контроль, в том числе:







1.1

1.2


1.3


1.4

Посещение лекционных занятий

Посещение и подготовка к практическим занятиям

Посещение, выполнение и защита лабораторных работ

Выполнение СРО

32


25


15

28

28


24


20

28


^ Календарный график контрольных мероприятий текущей успеваемости


^ 1 рейтинг (6 семестр)

Всего

Недели

1

2

3

4

5

6

7

8




Максимальный балл за неделю

7

11

14

19

11

11

11

16

100

Посещение и подготовка к лекциям

Вид СРО



























32

Форма

контроля

У

У

У

У

У

У

У

У

Макс. балл

4

4

4

4

4

4

4

4

Посещение и подготовка к практическим занятиям

Вид СРО




ПР 1




ПР 1, 2




ПР 2




ПР 3

25

Форма

контроля




У




З,У




З




У

Макс. балл




3




11




3




8

Подготовка и выполнение лабораторных работ

Вид СРО

ЛР1




ЛР 1




ЛР 2




ЛР 2






9

Форма

контроля

У










У




У




Макс. балл

3










3




3




Защита лабораторных работ

Вид СРО

О




О




О




О






6

Форма

контроля







ЗЛР 1
















Макс. балл







6
















Контроль СРО

Вид СРО




К 1

К 2

К 3

К 4

К 5

К 6

К 7

28

Форма

контроля




КТ

КТ

КТ

КТ

КТ

КТ

КТ

Макс. балл




4

4

4

4

4

4

4

^ 2 рейтинг (6 семестр)

Всего

Недели

9

10

11

12

13

14

15




Максимальный балл за неделю

15

18

11

12

11

18

15

100

Посещение и подготовка к лекциям

Вид СРО
























28

Форма

контроля

У

У

У

У

У

У

У

Макс. балл

4

4

4

4

4

4

4

Посещение и подготовка к практическим занятиям

Вид СРО




ПР 3




ПР 4




ПР 4




24

Форма

контроля




З




У




З




Макс. балл




10




4




10




Подготовка и выполнение лабораторных работ

Вид СРО

ЛР 2




ЛР 3




ЛР 3




ЛР 3



6

Форма

контроля







У




У







Макс. балл







3




3







Защита лабораторных работ

Вид СРО

О




О




О




О



14

Форма

контроля

ЗЛР 2
















ЗЛР 3

Макс. балл

7
















7

Контроль СРО

Вид СРО

К 8

К 9

К 10

К 11

К 12

К 13

К 13

28

Форма

контроля

КТ

КТ

КТ

КТ

КТ

КТ

КТ

Макс. балл

4

4

4

4

4

4

4


Виды контроля: У – участие, ЛР 1 – выполнение работы № 1, О – отчет, З – защита, ЗЛР 1 – защита лабораторной работы № 1, К – конспект СРО, КТ – проверка конспекта.


^ Методика расчета итогового рейтинга


Итоговая оценка складывается из оценок Рейтинга Допуска (РД) и Итогового Контроля (ИК) с учетом их весовых долей (ВДРД и ВДИК).


^ И = РДВДРД + ИКВДИК


Ученым советом университета установлены следующие весовые доли по видам контроля и текущей успеваемости.


Вид итогового

контроля

Вид контроля

Весовые доли

Экзамен

Экзамен (ВДИК)

0,4

Контроль текущей успеваемости (ВДРД)

0,6


Оценка рейтинга допуска студента по дисциплине за семестр равна


РД = (Р1 + Р2)/2


Рейтинг (Р1 и Р2) студента определяется по формуле


Р1(2) = ТУ1(2)0,7 + РК1(2)0,3


Текущая Успеваемость (ТУ) определяется по 100 бальной шкале (см. Календарный график контрольных мероприятий).

Оценка Рубежного Контроля (РК) так же определяется по 100 бальной шкале.

Оценка Итогового Контроля (ИК) то же определяется по 100 бальной шкале.

Итоговый рейтинг по дисциплине в баллах в соответствии с таблицей переводится в цифровой эквивалент, буквенную и традиционную оценку и вносится в «Журнал учебных достижений обучающихся» и «Рейтинговую ведомость».