- Цели и задачи дисциплины
- - познакомить студентов с историей металлургии; - дать представление о сещности металлургических процессов; - научить студентов правильно определять задачи, стоящие перед бакалаврами металлургии. Основными задачами дисциплины являются: — приобретение знаний истории развития металлургических технологий на базе переработки природного сырья; — владение знанием основ теории, технологии и аппаратурного оформления наиболее значимых металлургических производств, в особенности, связанных с переработкой и рациональным использованием ресурсов металлургического производства.
- Краткое содержание дисциплины
- 1. Железо. Свойства металла. Стали и сплавы на основе железа. Ценные свойства железа. Железо – основа развития современной цивилизации. 2. Медный и бронзовый века. Самородная медь и получение меди в отражательной печи. Предварительный обжиг концентратов перед плавкой. Характеристика штейнов, шлаков, газов. Использование воздуха. Преимущества и недостатки использования меди. Сплав меди и олова. Бронзовый век. 3. Классификация железорудных материалов. Флюсы. Горение топлива. Технология агломерационного производства. Получение железорудных окатышей. Производство чугуна в доменных печах. Тигельный способ получения стали из чугуна, пудлингование, конвертерные процессы и мартеновские печи. Внедоменное получение первичного металла. Сырье и топливо. Качество металлизованного сырья. Агрегаты для получения первичного металла. 4. Производство чугуна в доменных печах. Доменная печь. Основные процессы. Нагрев и разложение шихты. Процессы восстановления в доменных печах. Науглероживание железа и формирование чугуна. Качество чугуна. Шлакообразование в доменных печах. Свойства шлака. Поведение серы в доменных печах. Горение топлива у фурм доменной печи. Движение газа и материалов в доменной печи. Нагрев дутья. Кислород в доменной плавке. Конструкция доменных печей. Профиль печи. Футеровка и кожух. Система охлаждения. Чугунная и шлаковая летки. Воздушные фурмы. Засыпной аппарат. Оборудование доменных цехов. Подача материалов к доменной печи. Устройства для уборки чугуна и шлака. 5. Различные способы получения стали. Тигельная булатная сталь. Пудлингование. Конвертерные процессы. Окисление углерода. Бессемеровский и томасовский процессы. Поведение серы при конвертерных процессах. Особенности конвертерного процесса с продувкой кислородом через дно. Комбинированная продувка. Проблемы переработки скрапа в конвертерах. Мартеновские печи, способ регенерации тепла отходящих газов братьев Сименсов. 6. Электрометаллургические процессы. История возникновения и перспективы развития электросталеплавильного производства. Особенности получения низкоуглеродистых сталей в дуговой печи внепечными методами. Современные методы проведения восстановительного периода в основной печи. Раскисление. Выплавка стали в электродуговых печах с кислой футеровкой. Физико-химические основы вакуумной плавки: раскислительная способность углерода, поведение неметаллических включений, дегазация, взаимодействие металла с футеровкой, раскисление, испарение. Открытая и вакуумная индукционная плавка (ИП и ВИП). Поведение огнеупоров при ИП и ВИП. Технология плавки. Интенсификация технологического процесса при ИП и ВИП. Вакуумный дуговой переплав (ВДП). Влияние электрического режима на процессы рафинирования. Строение жидкой ванны и динамика ее изменения. Структура металла при ВДП и пути управления ее формированием. Основные дефекты слитков ВДП и пути их предупреждения. Электрошлаковый переплав (ЭШП). Состав шлаков при ЭШП. Механизм рафинирования металла от неметаллических включений. Электронно-лучевой переплав (ЭЛП). Температурный режим. Особенности формирования слитка при ЭЛП. Десульфурация стали в ковше: обработка синтетическими шлаками и продувка порошками. Сульфидная емкость шлаков. Механизм процессов десульфурации при продувке порошкообразными материалами. Управление процессами десульфурации. Варианты безокислительной дефосфорации стали. Раскисление и дегазация стали в вакууме. Способы вакуумирования и их сравнительная эффективность. Вакуумное обезуглероживание. Влияние вакуумирования на качество стали. Понятие «чистая сталь». Проблема непрерывных процессов производства стали. Технологические преимущества непрерывных процессов в сравнении с периодическими. Наиболее опробованные и перспективные варианты непрерывного сталеплавильного процесса. Комбинирование непрерывного сталеплавильного процесса с непрерывной прокаткой. Перспективы непрерывных сталеплавильных процессов. 7. Гидрометаллургия меди. Подготовка сырья к гидрометаллургической переработке. Химизм основных реакций выщелачивания. Практика кучного, бактериального и автоклавного выщелачивания. 8. Булатная сталь. Цементация и азотирование. Первобытные способа закалки стали. Тайна булата Аносова П.П. 9. История российской металлургии от Акинфия Демидова до плазмы. 10. Плазменная плавка и плазменно-дуговой переплав (ПДП). Особенности горения плазменной дуги. Взаимодействие металла с газами в условиях плазменной дуги. Легирование металла азотом. Плавка стали в плазменной печи с керамическим тиглем.
- Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- Выпускник должен обладать:
- ПК-1 Способен использовать физико-математический аппарат, основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности
- УК-1 Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач
- Образование
- Учебный план 22.03.02, 2024, (5.0), Металлургия
- Введение в направление подготовки