618-3001/03 – Teorie procesů při výrobě železa a oceli (TPVŽaO)

Garantující katedraKatedra metalurgie a slévárenstvíKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PUS37 doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.
STR580 Ing. Michaela Strouhalová, Ph.D.
SAW002 doc. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

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:

[1] KRET, J. Škodliviny při výrobě surového železa. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2003. ISBN 80-248-0552-9. [2] BABICH, A., et al. Ironmaking. Aachen: RWTH Aachen University Press, 2008. ISBN 3-86130-997-1. [3] GHOS, A. and A. CHATTERJEE. Ironmaking and steelmaking: theory and practice. New Delhi: PHI Learning, 2011. ISBN 978-81-203-3289-8. [4] GEERDES, M. et al. Modern Blast Furnace Ironmaking. IOS PRESS, 2015. ISBN 978-1-61499-498-5. [5] KRET, J. Teorie procesů při výrobě železa a oceli. Studijní opora k předmětu. 2013, 82 s. Dostupná z www: http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/618/618-Teorie-procesu-pri-vyrobe-zeleza-a-oceli-cast-1.pdf

Doporučená literatura:

[1] KRET, J. Recyklace odpadů hutnictví železa. 1. vyd. Ostrava: VŠB–TU Ostrava, 2003. ISBN 80-248-0511-1. [2] BILÍK, J. et al. Modelování, analýza a predikce pochodů výroby železa z hlediska současných energetických a ekologických požadavků. Brno : Akademické nakladatelství CERM, 2013. ISBN 978-80-7204-854-0. [3] LEGEMZA, J. et al. Tradičné a alternatívne palivá v metalurgii. TU Košice, 2015. ISBN 978-80-553-2154-7.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Ústní zkouška s písemnou přípravou.

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 komponent vsázky, teorie sbalování jemnozrnných surovin, aglomerace a peletizace železných rud, základní charakteristiky výroby koksu. 2. Vysokopecní pochod. Termodynamika a kinetika dějů. Procesy probíhajících v oxidačních prostorech vysoké pece, teoretická teplota hoření a složení nístějových plynů, injektáž náhradních paliv. 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 produkty: surové železo, vysokopecní plyn, 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. Principy přímé výroby železa z rud (DRI) a tavné redukce (SR). 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

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  21
        Zkouška Zkouška 70  30
Rozsah povinné účasti: 80 % aktivní účast

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0715A270003) Metalurgické inženýrství TAM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0715A270003) Metalurgické inženýrství TAM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0715A270003) Metalurgické inženýrství TAM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0715A270003) Metalurgické inženýrství TAM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku