618-3001/01 – Teorie procesů při výrobě železa a oceli (TPVŽaO)
Garantující katedra | Katedra metalurgie a slévárenství | Kredity | 6 |
Garant předmětu | doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2020/2021 |
Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Získané znalosti:
- student bude umět formulovat podmínky rovnováhy dějů a popsat základní typy roztoků (tavenin);
- student bude umět charakterizovat procesy probíhající na rozhraní kov-atmosféra a kov-struska.
Získané dovednosti:
- student bude umět řešit úlohy směřující k optimalizaci průběhu metalurgických pochodů.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je zaměřen na pochopení fyzikálně chemické podstaty vysokoteplotních procesů probíhajících při výrobě surového železa, rafinaci a lití oceli. Předat studentům schopnost pochopit a správně aplikovat zákonitosti popisující teoretickou podstatu metalurgických dějů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Vypracování semestrálního projektu a absolvování průběžných testů.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Vysokopecní vsázka, železné rudy, druhy a vlastnosti jednotlivých komponent vsázky, teorie sbalování jemnozrnných surovin, aglomerace a peletizace železných rud, požadavky na jakost jednotlivých komponent vysokopecní vsázky.
2. Termodynamika a kinetika dějů a procesů probíhajících v oxidačních prostorech vysoké pece, teoretická teplota hoření a složení nístějových plynů, vlhčení vysokopecního větru, injektáž náhradních paliv, obohacování větru kyslíkem.
3. Protiproud vsázky a plynu ve vysoké peci, zákonitosti proudění plynů zrnitou vrstvou, výměna tepla ve vysoké peci.
4. Redukce oxidů železa uhlíkem, přímá a nepřímá redukce, vliv podílu přímé redukce na měrnou spotřebu uhlíku,
5. Redukce oxidů železa vodíkem, redukce ostatních prvků, disociační reakce ve vysoké peci, nauhličování surového železa.
6. Vysokopecní struska, vznik, vlastnosti a funkce vysokopecní strusky, odsiřování surového železa,
7. Druhy vyráběných surových želez, řízení jakosti surového železa, teoretické základy výroby železa mimo vysokou pec, přímá výroby železa z rud (DRI), tavná redukce.
8. Základní energetické funkce. Kriteria rovnováhy dějů (G, K). Rovnováhy. Rovnovážná konstanta a způsoby jejího vyjadřování. Princip akce a reakce.
9. Reakční izoterma a její význam. Ideální roztok – Raoultův zákon. Zředěný roztok – Henryho zákon.
10. Termodynamická aktivita složky v roztoku. Způsoby vyjadřování aktivity složky v roztoku. Výpočet součinitelů aktivit ve vícesložkových soustavách.
11. Roztavené ocelářské strusky – molekulární teorie strusek. Iontová teorie strusek.
12. Nernstův rozdělovací zákon. Rozdělení kyslíku mezi struskou a kovem. Reakce probíhající při výrobě a rafinaci oceli: oxidace Si a Mn, přenos kyslíku z atmosféry do lázně oceli.
13. Odfosfoření oceli. Odsíření oceli. Plyny v taveninách železa. Závislost na parciálním tlaku plynu a teplotě.
14. Vodík v železe a oceli. Dusík v železe a oceli. Kyslík v železe a oceli. Uhlíková reakce a její význam při výrobě a rafinaci oceli. Vliv teploty a tlaku na průběh uhlíkové reakce.
15. Afinita prvků ke kyslíku. Srážecí dezoxidace oceli. Difúzní dezoxidace a dezoxidace oceli syntetickými struskami. Vměstky v oceli.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky