618-0804/01 – Alternativní způsoby výroby železa (AZVŽ)

Garantující katedraKatedra metalurgie a slévárenstvíKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení2015/2016
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PUS37 doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- student bude umět charakterizovat základní pojmy a souvislosti z oblasti nových technologických způsobů výroby železa alternativních k vysoké peci. - student bude umět popsat a matematicky formulovat hlavní fyzikálně-chemické děje při různých formách redukce a tavení železorudných surovin - student bude umět posoudit technologickou účinnost i energetickou náročnost nových technologií výroby železa v současných surovinových a energetických podmínkách.

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět je zaměřen na rozšíření základních poznatků z oblasti alternativních mimovysokopecních technologií výroby železa. Prohlubuje a rozšiřuje znalosti o průběhu redukčních pochodů v různých surovinových a teplotních podmínkách. Srovnává přednosti a nedostatky jednotlivých technologií a analyzuje možnosti surovinové a energetické optimalizace výroby železa.

Povinná literatura:

[1] ROUBÍČEK, V., BUCHTELE, J. Uhlí – zdroje, procesy, užití. Ostrava: Montanex, 2002, 173 s., ISBN 80-7225-063-9. [2] BILÍK, J. Aktuální problémy užití uhlí v metalurgii železa. VŠB-TUO Ostrava, 2002, 67s. ISBN 80-248-0179-5.

Doporučená literatura:

Články v odborném tisku, příspěvky na konferencích (PUSTĚJOVSKÁ, P. Porovnání výroby železa ve vysokých pecích a rotačních nístějových pecích. In Acta Metallurgica Slovaca, 5/2001, Košice, ročník 7, s. 210-214. ISSN 1335-1532.)

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Bodově hodnoceno - vypracování seminárních prací-laboratorních úloh (včetně presentace výsledků) - vypracování programů 1,2 - závěrečný test

E-learning

Pro elektronickou komunikaci s pedagogy využívejte příslušné univerzitní e-mailové adresy, které naleznete zde: http://telsez.vsb.cz/Phonebook.faces . Průběžně dochází k rozšiřování e-learning prvků do výuky.

Další požadavky na studenta

- Aktivní účast na cvičení - Účast při laboratorních měřeních

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

PŘEDNÁŠKY 1. Charakteristika vývoje výroby železa a oceli ve světě a v ČR. Energetické a surovinové limity dalšího vývoje. Nedostatky současné technologie výroby železa.Význam změn v surovinovém zabezpečení ocelářského průmyslu pro vývoj nových alternativních technologií výroby železa. Možnosti využití odpadů jako přídavného paliva. Kusové rudy, kovonosné odpady a jejich úprava. 2. Alternativní technologie redukce. Zabezpečení paliva. Komplementarita funkcí paliva. Nové netradiční zdroje redukovadel a paliv z hlediska ochrany životního prostředí. 3. Rozdělení alternativních technologií do oblasti přímé a tavné redukce. Základní charakteristika nejrozšířenějších technologických způsobů. Diskuze vzájemných předností a nedostatků. Srovnání s klasickou vysokopecní výrobou. Porovnání zátěže na životní prostředí. 4. Využití různých druhů náhradních paliv pro procesy přímé výroby železa z rud i tavnou redukci s ohledem na životní prostředí. Možnosti využití plynných i kapalných odpadních paliv pro tyto procesy. 5. Výroba železné houby, resp. metalizovaného produktu (HBI). Specifikace procesu redukce, faktory ovlivňující úroveň (stupeň) metalizace.Souvislost stupně metalizace a zatížení životního prostředí. Možnosti modelování kinetiky redukce plynem. Zadání úkolu pro seminář. 6. Seminář k redukci. Rudná vsázka v šachtové peci a ve fluidizačním reaktoru. Diskuze k výsledkům seminárního úkolu. 7. Popis a kritické zhodnocení technologií Midrex, Hyl. Přednosti, perspektivy a problémy vodíkové metalurgie zejména v souvislosti s využitím degazačních a karbonských plynů, kapalných produktů pyrolýzy, odpadních olejů ze zpracování ropy a uhlí. Vliv užití těchto paliv na životní prostředí. 8. Možnosti přizpůsobení procesů výroby oceli na bázi uhlí pro procesy přímého tavení železné rudy. Ochrana životního prostředí pro tyto procesy. 9. Technologické principy nejrozšířenějších technologií tavné redukce. Ambivalence redukční a tepelné stránky procesu. Vliv na znečištění životního prostředí. 10. Netradiční druhy energií a jejich možné využití v oblasti snížení zátěže na životní prostředí. Základní charakteristika, jednotlivé druhy obecně, vliv na životní prostředí v případě využití pro alternativní technologie výroby železa. 11. Specifika a přednosti způsobů COREX, DIOS, HIsmelt. Provozní flexibilita procesů. Emise do ovzduší při procesu COREX. Duplexní technologie částečné metalizace vysokopecních surovin. Základní charakteristika duplexu COREX-Midrex. 12. Využití netradičních náhradních paliv, typických pro Moravskoslezský kraj u technologie Midrex, s ohledem na snížení zátěže životního prostředí. 13.Možnosti zpracování odpadů. Vývoj tavně redukčně – oxidačního procesu (IFCON) v zahraničí I v ČR (TROP). Kombinace užití alternativních technologií a vysokopecní výroby v integrovaném metalurgickém podniku. 14. Ekologické aspekty alternativních způsobů výroby železa. Radikální snížení znečištění ovzduší a vod. Významné snížení emisí skleníkových plynů jako vůdčí myšlenka nových návrhů železářských technologií. CVIČENÍ 1. Úvod do problematiky, definování nejdůležitějších veličin a pojmů, doporučená literatura. Zadání seminární práce. 2. Individuální zadání a příprava na presentaci referátů k problematice AZVŽ. Výpočet stupně oxidace plynné směsi 3. Výpočet teoretické spotřeby redukčního plynu, zadání programu č.1 4. Výpočet průběhu redukce oxidem uhelnatým u pochodů : DIOS, HIsmelt, stanovení nezbytného přebytku oxidu uhelnatého pro nepřímou redukci magnetitu 5.Výpočet složení redukčního plynu při konverzi různých druhů netradičních plynných náhradních paliv. 6. Laboratorní úloha - část I.: Zadání vstupních hodnot, seznámení s kinetickým modelem predikce, individuální predikované propočty pro zplynění uhlí prostřednictvím kinetického modelu predikce. 7. Laboratorní úloha - část II.: Laboratorní měření : Zplynění vsázkového uhlí na poloprovozním pyrolýzním zařízení. 8. Laboratorní úloha - část III.: Vyhodnocení měření, interpretace výsledků materiálových testů formou laboratorního protokolu. 9. Výpočet měrného množství strusky u technologie COREX. Individuální zadání programu č.2 10. Výpočet množství metalického železa pro technologii Midrex 11. Výpočet stupně dospalování u jednotlivých technologií tavné redukce. 12. Výpočet stupně využití tepla (pro DIOS a HIsmelt). Závěrečná zápočtová písemka. 13. Multimediální presentace seminárních prací, odevzdání na CD. 14. Vyhodnocení cvičení (programů 1,2, seminárních prací, laboratorního měření, zápočtové písemky, zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2008/2009 letní semestr, platnost do: 2015/2016 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 20
                Písemka Písemka 20  0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 10  0
        Zkouška Zkouška 70 (70) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 30  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 40  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2005/2006 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2004/2005 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku