618-0804/01 – Alternativní způsoby výroby železa (AZVŽ)
| Garantující katedra | Katedra metalurgie a slévárenství | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2015/2016 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
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.)
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky