652-3301/01 – Teorie procesů při výrobě železa a oceli (TPVŽaO)
| Garantující katedra | Katedra metalurgických technologií | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | 2027/2028 |
| 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)
Exkurze
Výuka odborníka z praxe (přednáška nebo cvičení)
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:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Požadavky pro presenční studium: aktivní 80% účast na cvičeních, účast na exkurzích, vypracování seminární práce s následnou presentací, vypracování 2 semestrálních programů, 2 průběžné testy v rámci semestru.
Požadavky pro kombinované studium: Vypracování 1 seminární práce na zadané téma, vypracování 1 programu.
Zkouška pro presenční studium : kombinovaná (písemná a ústní) zkouška.
Zkouška pro kombinované studium: kombinovaná (písemná a ústní) zkouška.
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 vsázky, aglomerace a peletizace železných rud, výroba 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.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky