Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач icon

Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач




Скачати 365.3 Kb.
НазваМетодичні вказівки до його виконання та рішення типових задач
Дата17.02.2014
Розмір365.3 Kb.
ТипМетодичні вказівки
1. /3 курс/_нформатика, обчислювальна техн_ка та програмування.doc
2. /3 курс/_стор_я украхнськох культури.doc
3. /3 курс/Електротехн_ка МЕ.doc
4. /3 курс/Крист-ф_я _ м_нералог_я.pdf
5. /3 курс/Крист-фия и минералогия.pdf
6. /3 курс/М_кроеконом_ка.rtf
7. /3 курс/Металлургические печи.pdf
8. /3 курс/Металлургия цветных металлов МЕ906.pdf
9. /3 курс/Металургия стали.doc
10. /3 курс/Теор_я металург_йних процес_в.doc
11. /3 курс/Теплоенергетика для всех специальностей/Конспект лекций по теплоэнергетике.pdf
12. /3 курс/Теплоенергетика для всех специальностей/Лабораторные работы для заочников.pdf
13. /3 курс/Теплоенергетика для всех специальностей/Робоча прогр. заочники - теплоенергетика.pdf
14. /3 курс/УКРАфНСЬКА МОВА (проф спрямуванням) навч пос_бник.doc
15. /3 курс/УЧЕЬНИК__СТ_УКР_КУЛЬТ 4части.doc
16. /3 курс/Украхнська мова (за профес_йним спрямуванням).doc
17. /3 курс/Ф_лософ_я.doc
Навчальний посібник Дніпропетровськ
Методичні вказівки і індивідуальні завдання до вивчення Дисципліни «Інформатика, обчислювальна техніка та програмування» для студентів за галузю знань
Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Українська мова (за професійним спрямуванням)" для студентів усіх спеціальностей
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національна металургійна академія України
Л.Є. Гапонова, В. М. Голенко, Н. В. Леонова, І. В. Рибалко, Г. А. Чумакова, Т. О. Бруй
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач
Методичні вказівки до вивчення дисципліни індивідуальні завдання
Методичні вказівки до виконання індивідуальних робіт з дисципліни «Мікроекономіка» Тематика індивідуальних завдань з дисципліни «Мікроекономіка»
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Філософія» для студентів усіх спеціальностей


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ




РОБОЧА ПРОГРАМА,

методичні вказівки та індивідуальні завдання

до вивчення дисципліни “Теорія металургійних процесів”

для студентів напрямів 6.050401 – металургія і

6.050402 – ливарне виробництво


Дніпропетровськ НМетАУ 2009

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ







РОБОЧА ПРОГРАМА,

методичні вказівки та індивідуальні завдання

до вивчення дисципліни “Теорія металургійних процесів”

для студентів напрямів 6.050401 – металургія і

6.050402 – ливарне виробництво


Затверджено

на засіданні Вченої ради

академії

Протокол № 9 від 30.12.08


Дніпропетровськ НМетАУ 2009

УДК 669.02.09


Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Теорія металургійних процесів” для студентів напрямів 6.050401 – металургія і 6.050402 – ливарне виробництво / Укл.: Л.В. Камкіна, Р.В. Анкудінов, А.А Надточій. - Дніпропетровськ: НМетАУ, 2009. - 26 с.


Наведені робоча програма, теми й питання навчальної програми дисципліни. Представлені варіанти індивідуальних завдань, методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач.

Призначена для студентів напрямів 6.050401 – металургія і 6.050402 – ливарне виробництво.


Укладачі: Л.В. Камкіна, д-р. тех. наук, проф.

Р.В. Анкудінов, канд. техн. наук, доц.

А.А. Надточій, ст. викладач


Відповідальна за випуск Л.В. Камкіна, д-р техн. наук, проф.


Рецензент Є.І. Суліменко, канд. техн. наук, доц. (НМетАУ)


Національна металургійна академія України

49600, Дніпропетровськ - 5, пр. Гагаріна, 4

_______________________________

Редакційно-видавничий відділ НметАУ

Розподіл навчальних годин дисципліни Теорія металургійних процесів



по напряму 6.050401 - металургія (групи МЧ, ЦМ, МО)




Усього

семестри

IV

V

Усього часів за навчальним планом

108

108

у тому числі:

Аудиторні заняття


18


18

з них:

- лекції


10


4


6

- лабораторні заняття

8

-

8

- практичні заняття

-

-

-

- семінари

-

-

-

Самостійна робота

90

90

Кількість контрольних робіт

1

1




Підсумковий контроль




уст.с

екз.


по напряму 6.050401 - металургія (групи МТ, ПТ)





Усього

семестри

IV

V

Усього часів за навчальним планом

72

72

у тому числі:

Аудиторні заняття


8


8

з них:

- лекції


4


4


-

- лабораторні заняття

4

-

4

- практичні заняття

-

-

-

- семінари

-

-

-

Самостійна робота

64

64

Кількість контрольних робіт

1

1




Підсумковий контроль




уст.с

екз.


по напряму 6.050402 - ливарне виробництво (групи МЛ, ЛХС)





Усього

семестри

IV

V

Усього часів за навчальним планом

72

72

у тому числі:

Аудиторні заняття


12


12

з них:

- лекції


8


4


4

- лабораторні заняття

4

-

4

- практичні заняття

-

-

-

- семінари

-

-

-

Самостійна робота

60

60

Кількість контрольних робіт

1

1




Підсумковий контроль




уст.сес

зал.



ВСТУП


У сучасних умовах цілі металургії полягають в істотному поліпшенні якості металу, додання металу нових функціональних властивостей із зменшенням техногенного впливу на навколишнє середовище. Рішення цих питань можливо на основі термодинамічних і кінетичних досліджень закономірностей технологічних процесів, розуміння закономірностей і зв'язків між параметрами процесів й їхні результати. Курс «Теорія металургійних процесів» - теоретична база дисциплін металургія чавуну, сталі, феросплавів. Завдання курсу «Теорії металургійних процесів» навчитися застосовувати загальні закони хімії, фізики й фізичної хімії до конкретних умов одержання металів з руд і подальшого переділу металу. Вивчення теорії металургійних процесів для студентів напрямів 6.050401 - металургія, 6.050402 – ливарне виробництво включає лекції по розділах курсу, самостійну роботу над підручниками, виконання лабораторного практикуму й індивідуального завдання. Виконані індивідуальні завдання повинні бути представлені для перевірки. Після вивчення курсу теорії металургійних процесів студент, що навчається по напрямку «Металургія» здає іспит, по напрямку «Ливарне виробництво» - залік.

Рекомендується перед початком вивчення курсу теорії металургійних процесів повторити наступні розділи фізичної хімії:

  1. Перший, другий, третій початок термодинаміки;

  2. Закон Гесса і його застосування для обчислення теплових ефектів складних реакцій;

  3. Правило Лє-Шательє в застосуванні до хімічних реакцій;

  4. Вплив температури на тепловий ефект реакції, способи його розрахунку при різних температурах за термохімічним даними;

  5. Вчення про фізико-хімічну рівновагу: поняття про рівноважний фізико-хімічний стан системи й залежності константи рівноваги від температури; закон розподілу речовин у двох дотичних рідинах; термодинамічні дослідження рівноважних систем і способи розрахунку констант рівноваги;

  6. Правило фаз Гіббса.

  7. Хімічна кінетика: поняття про швидкості хімічної реакції для гетерогенних і гомогенних систем; вплив різних факторів на швидкість хімічних реакцій (температури, тиску, каталізаторів і т.д.).

ЛІТЕРАТУРА, ЩО РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ


  1. Теорія металургійних процесів: підручник/В. Б. Охотський, О. Л. Костьолов, В. К. Симонов та ін. – К.: ІЗМН, 1997. – 512 с.

  2. Теория металлургических процессов: Учебник для вузов/Д. И. Рыжонков, П. П. Арсентьев, В. В. Яковлев и др. – М.: Металлургия, 1989. – 392 с.

  3. Теория металлургических процессов: Учебное пособие для вузов /С. И. Попель, А. И. Сотников, В. Н. Бороненков. – М.: Металлургия, 1986. – 463 с.

  4. Гольдштейн Н. Л. Краткий курс теории металлргических процессов. – Свердловськ: Металлургиздат, 1961. – 334 с.

  5. Лещинская Е. И. Термодинамика и основы кинетики металлургических процессов: Учебное пособие. – Днепропетровск: ДМетИ, 1981, –108 с.

  6. Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Теория металлургических процессов» для студентов всех специальностей (часть 1) / Сост.: О.Л. Костелов, Л.В. Камкина. – Днепропетровск: ГМетАУ, 1997, - 41 с.

  7. Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «Теория металлургических процессов» для студентов всех специальностей. Часть 2. / Сост.: Р.В. Анкудинов, Л.В. Камкина, В.К. Симонов и др.– Днепропетровск: ГМетАУ, 1997. - 45 с.

  8. Методичні вказівки до виконання практичних робіт та індивідуальних завдань з дисципліни «Теорія металургійних процесів» для студентів напрямку 0904 - металургія / Укл.: О.Л. Костьолов, Л.В. Камкіна. – Дніпропетровськ : НМетАУ, 2003. – 41 с.

  9. Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций / Крестовников А.Н., Владимиров Л.П., Гуляницкий Б.С., Фишер А.Я. - М.: Металлургиздат, 1963. – 416 с.

  10. Казачков Е. А. Расчеты по теории металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1988. – 288 с.

ТЕМИ НАВЧАЛЬНОЇ ПРОГРАМИ

Тема 1. Теорія утворення й дисоціації складних хімічних сполук


Питання навчальної програми

Сутність процесів дисоціації карбонатів, оксидів, сульфідів, фізико-хімічні особливості цих процесів. Поняття пружності дисоціації. Критерії міцності сполук – пружність дисоціації сполук, зміна вільної енергії Гіббса - G0. Ряд хімічної спорідненості металів до кисню, його аналіз із погляду поводження їх в умовах металургійних агрегатів (відновлювальні й окислювальні плавки). Принцип ступінчастості перетворень у системі метал-кисень. Система залізо-кисень, діаграма стану цієї системи. Механізм й основи кінетики дисоціації карбонатів й оксидів. Послідовно сполучені ланки в складному гетерогенному процесі. Сутність і роль кожної ланки. Залежність спостережуваної швидкості процесу від швидкостей окремих її ланок.

Література: [1, С. 5-46; 2, С. 70-122; 3, С. 12-54; 4, С. 111-169; 5, С. 10-37].

Питання для самоперевірки

1. Які величини можуть служити мірою міцності карбонатів, оксидів?

2. Який фізичний вміст пружності дисоціації карбонатів, оксидів?

3. Як визначається величина пружності дисоціації і від яких факторів вона залежить?

4. Накреслить діаграму, що ілюструє залежність пружності дисоціації карбонату, оксиду від температури. Визначите напрямок реакції в кожній області, виявите умови утворення й дисоціації хімічної сполуки.

5. Який зв'язок між величиною пружності дисоціації й міцністю сполуки, між величиною пружності дисоціації й величиною G0 реакції утворення хімічної сполуки?

6. Напишіть реакції дисоціації карбонатів кальцію, магнію й заліза.

7. Які особливості процесу дисоціації карбонату заліза, доломіту? Область їхнього застосування.

8. Які оксиди утворюються в системі Fe-O? Напишіть реакції утворення оксидів, охарактеризуйте кожен оксид. Користуючись графіком залежності пружності дисоціації оксидів від температури, порівняйте їх міцність. Розгляньте можливі реакції в кожній області графіка, стійкі фази.

9. Розгляньте діаграму стану системи залізо-кисень і дайте фазову характеристику різних областей діаграми.

10. Як побудований ряд металів по спорідненості до кисню? На які питання можна одержати відповідь при аналізі ряду металів по спорідненості до кисню?

11. Як змінюється хімічна спорідненість вуглецю до кисню з підвищенням температури, чому вуглець є універсальним відновлювачем?

12. Користуючись графіком G0 = f(t) для реакцій окислювання елементів, що використовуються в металургії, наведіть ряд елементів по спорідненості до кисню.

13. Розгляньте поводження елемента залежно від спорідненості до кисню в умовах доменної плавки, в умовах сталеплавильного агрегату.

14. З яких ланок складається процес дисоціації - утворення карбонатів, оксидів? Які ланки лімітують швидкість процесу при низьких і високих температурах?

15. Як структура, щільність і міцність оксидної плівки впливають на швидкість процесу окислювання?

Тема 2. Основи теорії горіння палива


Питання навчальної програми

Загальна характеристика процесів горіння палива залежно від умов, що створюються в металургійних агрегатах. Термодинамічний аналіз реакцій горіння в системах С-О, Н-О, С-Н-О. Порівняння хімічного споріднення СО і Н2 до кисню, порівняльна термодинамічна відновлювальна здатність цих газів, окислювальна здатність СО2 і Н2О. Основи механізму горіння СО і Н2 і взаємодії кисню із твердим вуглецем.

Література: [1, C. 47-72; 2, С. 14-69; 4, С. 19-110; 5, С. 37-50].

Питання для самоперевірки

1. Розгляньте види палива й методи їхнього застосування в чорній металургії.

2. Наведіть якісний склад продуктів горіння в доменній печі й розгляньте їхній вплив на доменний процес.

3. Розгляньте основні реакції в системах C-O, Н-О та C-H-O. Визначте роль кожної реакції в умовах металургійних агрегатів.

4. Якими реакціями визначається рівноважній склад продуктів горіння, якщо процес відбувається: 1) в умовах надлишку вуглецю, 2) в умовах надлишку кисню?

5. Приведіть якісний склад продуктів горіння в мартенівській печі і їхній вплив на процес.

6. Розгляньте вплив температури на горіння вуглецю, горіння СО і Н2, реакції газифікації вуглецю.

7. Порівняйте відновлювальну здатність СО і Н2.

8. Викладіть сутність ланцюгового механізму реакцій горіння СО і водню.

9. Розгляньте механізм реакцій взаємодії вуглецю з киснем.

Тема 3. Основи теорії відновлювальної плавки


Питання навчальної програми

Основні технологічні функції металургійних шлаків, класифікація шлаків по їхньому складу. Фізико-хімічна сутність металургійного відновлення: умови плину реакції у бік відновлення, види металотермічного відновлення. Термодинамічний аналіз процесів непрямого й прямого відновлення оксидів металів з різною спорідненістю до кисню. Термодинамічний аналіз процесів відновлення оксидів заліза оксидом вуглецю й воднем, а також твердим вуглецем.

Література: [1, С. 73-145; 2, С. 123-148; 3, С. 55-192; 4, С. 170-249; 5, С. 50-53, 67-83].

Питання для самоперевірки

  1. Які основні складові шлаків?

  2. Розгляньте основні технологічні функції шлаків у металургійному агрегаті.

  3. Розгляньте класифікацію металургійних шлаків по вмісту СаО й SiО2, по вмісту FeО.

  4. Як впливає в'язкість металу й шлаку на швидкість їхньої взаємодії, повноту поділу.

  5. Як впливає зміна температури на в'язкість кислих й основних шлаків?

  6. Якими властивостями повинен володіти елемент, щоб бути відновлювачем іншого елемента?

  7. Розгляньте сутність металотермічного відновлення, види металотермії, області застосування.

  8. Розгляньте принцип ступінчастості вищих оксидів (принцип А. А. Байкова); дайте конкретні приклади такого процесу.

  9. Розгляньте особливості відновлення оксидів заліза при температурах вище й нижче 570 0С.

  10. Розгляньте реакції відновлення заліза з Fe2O3 оксидом вуглецю й воднем, наведіть діаграму, що ілюструє вплив температури на рівноважний склад газової фази всіх реакцій, проведіть аналіз перетворень в умовах кожної області діаграми.

  11. Які сучасні погляди на механізм відновлення оксидів заліза газами?

  12. Назвіть основні кінетичні типи процесів відновлення оксидів заліза газами.

  13. Розгляньте вплив різних факторів (температури, тиску газової фази, розміру й пористості рудного зразка) на швидкість відновлення.

Тема 4. Основи теорії окислювальної плавки


Питання навчальної програми

Різновиди сталеплавильних процесів, особливості кожного процесу й способи постачання системи киснем. Загальні закономірності окислювальних процесів і поводження різних елементів у сталеплавильній ванні. Сучасні погляди щодо форм існування кисню в металевій і шлаковій фазах. Способи визначення активності кисню в шлаку й металі. Залежність активності FeО у шлаку, що визначає активність кисню в металі, від основності й окислювальної здатності шлаків. Термодинаміка реакцій окислювання марганцю, кремнію, вуглецю. Розкислення стали: способи розкислення, сутність кожного способу, його недоліки й переваги, розповсюджені розкислювачі. Термодинамічний аналіз реакцій десульфурації й дефосфорації металу, вплив температури, основності й окислювальної здатності шлаків на процес видалення сірки й фосфору з металу в шлак. Джерела водню й азоту, що потрапляють в метал, умови й методи дегазації стали.

Література: [1, C. 351-394; 2, С. 244-327; 3, С. 301-405; 4, С. 254-327; 5, С. 83-102].

Питання для самоперевірки

1. Перелічить сучасні сталеплавильні процеси й дайте їх коротку характеристику.

2. Як впливає хімічна спорідненість елемента до кисню на його поводження в сталеплавильній ванні?

3. Розгляньте найбільш імовірні форми існування кисню в металевій і шлаковій фазах.

4. Наведіть реакції окислювання марганцю, кремнію, зробіть термодинамічний аналіз реакцій; виявить вплив основності, окислювальної здатності шлаків, температури на коефіцієнт розподілу марганцю й кремнію.

5. Зробіть термодинамічний аналіз реакцій окислювання вуглецю в сталеплавильній ванні; виведіть рівняння залежності вмісту кисню від вмісту вуглецю; розглянете значення реакція для процесу.

6. Розгляньте сучасні шляхи інтенсифікації сталеплавильних процесів.

7. У чому полягає сутність дифузійного способу розкислення сталі, етапи розкислення, переваги та недоліки.

8. Викладіть сутність осаджуючого розкислення сталі, приведіть реакції розкислення, переваги й недоліки способу.

9. Розгляньте рівняння Стокса: виявить, які фактори впливають на швидкість спливання продуктів розкислення. Укажіть шляхи зниження забруднення стали неметалічними включеннями при розкисленні.

10. Як впливає сірка й фосфор на властивості металу?

11. У чому полягає сутність процесу десульфурації металу?

12. Які фактори впливають на видалення сірки? Проаналізуйте їхній вплив на коефіцієнт розподілу сірки.

13. Проаналізуйте основні фактори, що впливає на коефіцієнт розподілу фосфору.

14. Розгляньте поводження сірки й фосфору в умовах доменної й сталеплавильної плавки.

15. Розгляньте джерела забруднення сталі газами (воднем й азотом) і шляхи дегазації металу.

ПРИКЛАДИ РІШЕННЯ ЗАДАЧ


    1. Визначити G0 реакції 2(MnО) + [Si] = [Mn]+(SiО2) і розрахувати константу рівноваги цієї реакції при температурі 1500 0С.

Величина G° пов'язана зі зміною ентальпії й ентропії рівнянням . Це рівняння справедливо для випадку, коли в інтервалі температур 298 - Т немає фазових перетворень. Якщо в розглянутому інтервалі температур речовини, що беруть участь у реакції, мають фазові перетворення, то необхідно вводити додаткові члени, що враховують зміни ентальпії й ентропії фазових перетворень. Залежність G° від температури для різних реакцій можна виразити формулою G° = М +N .T. Коефіцієнти М и N наведені в Додатку I. Величини М і N близькі до середніх значень теплових ефектів (H) і зміни ентропії (S) для відповідних реакцій: H  M, S  -N. Для розрахунку констант рівноваги реакцій використовується залежність виду G° = - RTlnKp, де R=8,3192 Дж/(моль.К), G°=-8,3192Т1пКр. При переході до десятинних логарифмів одержуємо G° = - 19,155Т1gКр.

Термодинамічні характеристики реакції 2(MnО) + [Si] = [Mn] + (SiО2) у стандартних умовах перебувають із урахуванням фазових перетворень і реакцій розчинення речовин у металі й у шлаку. Величина G° фазових перетворень перебуває за значенням : (Додаток 2). Залежність G° розчинення різних речовин у рідкому металі виражається формулою G° = М +N .T. Коефіцієнти М и N наведені в Додатку 3.

Р
-2
еакцію 2(MnO) + [Si] = 2[Mn] + (SiО2) необхідно розглядати як алгебраїчну суму наступних реакцій


+1
Дж/моль


+2
Дж/моль

Дж/моль


+2

-1
Дж/моль

Дж/моль


-1

-2
Дж/моль

Дж/моль


+1
Дж/моль

Шляхом алгебраїчного підсумовування одержимо

G0=-2G01+G02+2G03+2G04-G05-G06-2G07+G08=-113577+26,17T. Звідки G0=-67177,6 Дж/моль.

Знаючи залежність G° = - 19,155Т1gКр, константу рівноваги даної реакції можна розрахувати по вираженню .

При T=1773 К, КP = 94,25.

Відповідь: G0=-67177,6 Дж/моль, КP = 94,25.


    1. Розрахувати мольну частку SiО2 у шлаку наступного складу (мас.,%): СаО = 8%, MgО =5%, FeО = 0,6%, SiО 2 = 30%, MnО = 53%, P2O5= 3,4%.

Для перерахування складу розчину, вираженого в масових відсотках кожного компонента, розраховуємо число молів всіх компонентів в 100 кг шлаку. Мольна частка i – того компонента в розчині: , де ni – число молів i-того компонента в розчині, - загальне число молів. Число молів кожного компонента знаходимо з вираження , де %i - масовий відсоток i-того компонента в розчині, Мi – атомна або молекулярна маса i-того компонента.




%i

Mi



СаО

8

56

0,143

MgО

5

40

0,125

FeО

0,6

72

0,008

SiО2

30

60

0,5

MnО

53

71

0,746

P2O5

3,4

142

0,024



1,546

Мольна частка SiО2 дорівнює = 0,5/1,546=0,323.

Відповідь: Мольна частка SiО 2 дорівнює 0,323.

3. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції Fe3O4 + H2 = 3Fe + H2O при 1000 0С, якщо відома температурна залежність для константи рівноваги даної реакції lgKp =-3760/T + 3,850.

Константа рівноваги реакції при відсутності твердих розчинів між оксидами має вигляд КР =. Відомо, що %Н2О + %Н2 = 100, позначимо %Н2О = х, звідки %Н2 =100-х. Підставляючи ці значення у вираження КР, одержимо КР = , отже, х = . Знаючи, що lgKp =-3760/T + 3,850, lgKp =-3760/(1000+273) + 3,85 = 0,896, знаходимо Kp = 7,87.

Звідки % Н2О = 88,73, % Н2= 100-88,73 = 11,27.

Відповідь: % Н2О = 88,73, % Н2 = 11,27.


4. Розрахувати активність вуглецю в розплавленій сталі складу (мас. %):

С – 0,05; Si – 0,5; Mn – 1,2; Ni – 9; Mo - 2 при температурі 1600 0С.

Активність вуглецю стосовно 1-%-ного стандартного стану розраховується по формулі . Коефіцієнт активності вуглецю в розплаві:

.

Параметри взаємодії першого порядку наведені в додатку 4. .

Таким чином, = 0,125, звідки = 1,33 та = 1,33·0,05= 0,0665.

Відповідь: Активність вуглецю дорівнює 0,0665.

ПИТАННЯ ДО ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАВДАННЯ


Індивідуальне завдання студента складається з п'яти питань, три з яких теоретичні, два - розрахункові задачі. Номера питань індивідуального завдання розраховується студентом по номеру залікової книжки:

Номер першого питання дорівнює сумі двох останніх цифр залікової книжки студента (якщо дві останні цифри залікової книжки 00, тоді перше питання - 1.20).

Номер другого питання дорівнює останній цифрі номера залікової книжки (якщо остання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Номер третього питання дорівнює передостанній цифрі номера залікової книжки (якщо передостання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Дані для четвертого питання вибираються так: вміст вуглецю в сплаві - 0,01 помножене на останню цифру залікової книжки, а вміст хрому - передостання цифра залікової книжки (якщо остання цифра «0», множиться на 10).

Дані для п'ятого питання вибираються по останній цифрі номера залікової книжки (якщо остання цифра «0», потрібно брати десяте питання).

Наприклад, останні дві цифри залікової книжки 57, тоді перше питання 1.12 (5+7=12), друге питання 2.7, третє питання 3.5; дані для четвертого питання -

мас.%

С

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

V

0,07 (7 помножити на 0,01)

0,2

0,3

5 (передостання цифра залікової книжки)

11

3

0,3

п'яте питання - 5.7.

останні дві цифри залікової книжки 30, тоді перше питання 1.3 (3+0=3), друге питання 2.10, третє питання 3.3, дані для четвертого питання

мас.%

С

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

V

0,1 (10 помножити на 0,01)

0,2

0,3

3 (передостання цифра залікової книжки)

11

3

0,3

п'яте питання - 5.10.


Завдання до першого питання

    1. Розглянути сутність процесу дисоціації карбонатів, привести величини, що є критерієм міцності карбонатів. Обчислити значення цих величин для реакцій утворення карбонатів кальцію, магнію й заліза для температур 900, 1100, 1300 0С. За результатами розрахунків зробити висновок про вплив температури на міцність карбонатів, про порівняльну міцність карбонатів.

    2. Які величини є мірою міцності оксиду? Який зв'язок між цими величинами й міцністю оксиду? Приведіть графік, що характеризує залежність пружності дисоціації оксиду від температури, розгляньте кожну область, виявіть умови утворення й дисоціації оксиду.

    3. Викласти сутність термографічного методу дослідження в застосуванні до вивчення процесів дисоціації хімічних сполук, зокрема, карбонатів.

    4. Зробити термодинамічний аналіз процесів утворення й дисоціації за допомогою зміни стандартної енергії Гіббса. Зробити висновок про порівняльну міцність оксидів нікелю, хрому заліза й марганцю.

    5. Розглянути термодинаміку дисоціації карбонатів кальцію, магнію, заліза й доломіту, зробити висновок про відносну міцність карбонатів, відзначити область їхнього застосування.

    6. Як побудований ряд елементів по спорідненості до кисню. Яке практичне значення мають ці залежності.

    7. Температура початку дисоціації хімічної сполуки, температура хімічного кипіння. Які методи визначення цих температур. Наведіть приклади.

    8. Розглянути систему Fe-O, написати реакції утворення оксидів, дати характеристику кожного оксиду, оцінити порівняльну міцність.

    9. Викласти сутність принципу Байкова про ступінчастість перетворень у системі Me-O (для приклада розглянути перетворення в системі Mn-О).

    10. Привести діаграму стану системи залізо-кисень, розглянути всі області цієї діаграми.

    11. Користуючись діаграмою стану Fe-O, побудувати ізотерму пружності дисоціації оксидів заліза при температурі 1200 0С.

    12. Привести діаграму стану системи залізо-кисень, виділити двофазні області й охарактеризувати їх.

    13. Привести діаграму стану системи залізо-кисень, виділити трифазні області й охарактеризувати їх.

    14. Привести діаграму стану системи залізо-кисень. Користуючись діаграмою розглянути будову окалини при температурі нижче и вище 570 0С.

    15. Розглянути вплив структури окисної плівки на швидкість окислювання металу.

    16. Розглянути термодинаміку основних реакцій системи С-О.

    17. Порівняти відновлювальну здатність СО і Н2, окислювальні властивості СО2 і Н2О.

    18. Викласти термодинамічний аналіз реакції газифікації вуглецю вуглекислим газом.

    19. Розглянути графік спорідненості металів до кисню, як вплине температура на відновлювальні властивості вуглецю. Визначити температуру, вище якої вуглець відновлює нікель, залізо, марганець, вольфрам і кремній.

    20. Користуючись графіком зміни хімічної спорідненості елементів до кисню залежно від температури, визначити поводження елементів й їхніх оксидів в умовах відновлювальної й окислювальної плавки.


Завдання для другого питання

2.1. Викласти основні технологічні функції металургійних шлаків, розглянути класифікацію шлаків по складу.

2.2. Розглянути вплив хімічного складу шлаків і температури на в'язкість шлаків

2.3. Зробити термодинамічний аналіз процесів відновлення оксидів заліза окисом вуглецю. Аналіз виконати за допомогою графіка впливу температури на рівновагу реакцій непрямого відновлення.

2.4. Викласти сутність алюмотермічного відновлення, область застосування.

2.5. Розглянути термодинаміку реакцій відновлення оксидів заліза твердим вуглецем.

2.6. Зробити термодинамічний аналіз процесів відновлення оксидів заліза воднем. Аналіз виконати за допомогою графіка впливу температури на рівновагу реакцій відновлення.

2.7. Викласти сутність металотермічного відновлення, область застосування

2.8. Зробити термодинамічний аналіз процесів непрямого відновлення оксидів металів з різною спорідненістю до кисню.

2.9. Показати фізико-хімічну сутність металургійного відновлення: умови плину реакції убік відновлення, види металотермічного відновлення.

2.10. Зробити термодинамічний аналіз процесів відновлення оксидів заліза оксидом вуглецю й воднем. За результатами аналізу пояснити розходження в закономірностях процесів відновлення воднем й оксидм вуглецю.


Завдання до третього питання

3.1. Проаналізувати поводження домішок у сталеплавильній ванні залежно від їхньої спорідненості до кисню, показати вплив температури, основності шлаків на коефіцієнт розподілу домішок.

    1. Розглянути форму існування кисню в металевій і шлаковій фазах. Залежність концентрації кисню в металі від окислювальної здатності шлаків.

3.3. Зробити термодинамічний аналіз реакцій окислювання марганцю в сталеплавильній ванні.

3.4. Зробити термодинамічний аналіз реакцій окислювання кремнію в сталеплавильній ванні

3.5. Зробити термодинамічний аналіз реакції окислювання вуглецю в сталеплавильній ванні.

3.6. Викласти сутність осаджуючого розкислення сталі: реакції розкислення, міри, спрямовані на зменшення забруднення сталі неметалічними включеннями. Утворення й видалення неметалічних включень у сталі при осаджуючому розкисленні.

3.7. Написати реакції десульфурації металу. Які фактори сприяють видаленню сірки з металу.

3.8. Розглянути вплив різних факторів (температури, тиску, складу металу) на розчинність азоту в металі, міри боротьби з ним.

3.9. Розглянути реакції дефосфорації металу, проаналізувати основні фактори, що впливають на коефіцієнт розподілу фосфору.

3.10. Проаналізувати вплив температури, тиску газу, складу металу на розчинність водню в сталі. Міри боротьби з воднем.


Завдання до четвертого питання

Розрахувати активність вуглецю в розплавленій сталі зазначеного складу при температурі 1600 0С

мас.%

С

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

V

0,01A

0,2

0,3

B

11

3

0,3

де А - остання цифра, В - передостання цифра в заліковій книжці студента


Завдання до п’ятого питання

Розрахункові задачі п’ятого питання діляться на два блоки 5.1 й 5.2. Блок завдань в залежності від спеціальності визначається викладачем.

Блок 5.1

Визначити G0 заданої реакції й розрахувати константу рівноваги цієї реакції при температурі 1600 0С.

5.1.1 2[Al] + 3[O] =(Al2O3)

5.1.2. [Cr] + [N] =CrN

5.1.3. 2(FeO) + [Si] =Feж + (SiO2)

5.1.4. [Al] + [N] =AlN

5.1.5. [Ti] + [N] =TiN

5.1.6. 3[Mn] + [C] =Mn3C

5.1.7. [Si] + 2[O] =(SiO2)

5.1.8. (FeO) + [C] =Feж + CO

5.1.9. [Mn] + [O] = (MnO)

5.1.10. [Ti] + 2[O] = (TiO2)

Блок 5.2

      1. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції 3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O при 900 0С, якщо lgKp =813/T + 3,894.

      2. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції Fe3O4 + H2 = 3Fe + H2O при 1000 0С, якщо lgKp =-3760/T + 3,850.

      3. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO 2 при 800 0С, якщо lgKp =2726/T + 2,144.

      4. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO 2 при 1000 0С, якщо lgKp =2726/T + 2,144.

      5. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції Fe3O4 + CO = 3Fe + CO2 при 900 0С, якщо lgKp =-1850/T + 2,100.

      6. Розрахувати рівноважний склад газової фази для реакції FeО + CO = Fe + CO2 при 1100 0С, якщо lgKp =688/T-0,9.

      7. Розрахувати мольну частку СаО в шлаку наступного складу (мас.,%): СаО = 30%, MgО =5%, FeО = 15%, SiО2 = 35%, MnО = 13,5%, P2O5= 1,5%.

      8. Розрахувати мольну частку MgО у шлаку наступного складу (мас.,%): СаО = 30%, MgО =5%, FeО = 15%, SiО2 = 35%, MnО = 13,5%, P2O5= 1,5%.

      9. Розрахувати мольну частку FeО в шлаку наступного складу (мас.,%): СаО = 35%, MgО =7%, FeО = 12%, SiО2 = 30%, MnО = 13%, P2O5= 3%.

      10. Розрахувати мольну частку MnО в шлаку наступного складу (мас.,%): СаО = 35%, MgО =7%, FeО = 12%, SiО2 = 30%, MnО = 13%, P2O5= 3%.



Додаток 1




Продовження додатка 1



Продовження додатка 1



Продовження додатка 1



Продовження додатка 1




Додаток 2




Додаток 3



Додаток 4

Параметри взаємодії першого порядку для розчинів С, Н, N, О і S В рідкому залізі при 1600 0С



ЗМІСТ

Розподіл навчальних годин дисципліни Теорія металургійних процесів 5

ВСТУП 7

ЛІТЕРАТУРА, ЩО РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ 8

ТЕМИ НАВЧАЛЬНОЇ ПРОГРАМИ 9

Тема 1. Теорія утворення й дисоціації складних хімічних сполук 9

Тема 2. Основи теорії горіння палива 10

Тема 3. Основи теорії відновлювальної плавки 11

Тема 4. Основи теорії окислювальної плавки 12

ПРИКЛАДИ РІШЕННЯ ЗАДАЧ 13

ПИТАННЯ ДО ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАВДАННЯ 16

27



Підписано до друку 20.05.09. Формат 60x84 1/16. Папір друк. Друк плоский. Облік.-вид. арк. 1,58. Умов. друк. арк. 1,56. Тираж 300 пр. Замовлення №


Національна металургійна академія України

49600, Дніпропетровськ - 5, пр. Гагаріна, 4

__________________________________

Редакційно-видавничий відділ НметАУ




Схожі:

Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до їх виконання та рішення типових задач
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Теорія металургійних процесів” для студентів...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до виконання розрахункової роботи з дисципліни „ інноваційний менеджмент для студентів економічних спеціальностей
В практичній частині по кожному завданню приведені методичні вказівки до роз'вязання завдань, а також приклади розрахунку задач
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до проведення практичних занять та виконання
Методичні вказівки до проведення практичних занять та виконання самостійної роботи з дисципліни “Економічний ризик та методи його...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до виконання контрольної роботи та завдання на неї з курсу «економічний ризик та методи його вимірювання»
Методичні вказівки до виконання контрольної роботи та завдання на неї з курсу “Економічний ризик та методи його вимірювання” (для...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до вивчення кожного з розділів і література для підготовки; варіанти контрольних завдань і методичні вказівки до виконання; приклади рішення і необхідні довідкові зведення
...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до виконання курсової роботи, практичних та лабораторних робіт, самостійної роботи по темі: „
Методичні вказівки націлені на вирішення цих проблем з максимальним наближенням навчального проектування до реального І внесення...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconРобоча програма та методичні вказівки до виконання
Вміщують робочу програму, контрольні питання для перевірки знань, методичні вказівки до виконання контрольної роботи та приклад її...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до виконання контрольної роботи Контрольна робота складається з трьох теоретичних питання та двох задач. Кожне питання і кожна задача мають десять варіантів (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)
Методичні вказівки з курсу „Природоохоронне інспектування” створюють умови для самостійного вивчення предмета в обсязі, який передбачений...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки та завдання до типових розрахунків для студентів інженерно-технічних спеціальностей. Львів: Вид-во ну "ЛП", 2003
Знати достатні умови розвинення функції в ряд Фур’є; основні поняття та теореми операційного числення; основні поняття теорії ймовірностей;...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconМетодичні вказівки до виконання індивідуального завдання
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу „Бухгалтерський облік”/ Укладачі: В.І. Лисиця, Л. Б. Рябушка. – Суми: Вид-во...
Методичні вказівки до його виконання та рішення типових задач iconНаукова робота під шифром "Мінімізація витрат" Сторінок-17, рисунків-5, таблиць-0, посилань-3
Актуальність роботи викликана необхідністю рішення оптимізаційних задач пов'язаних з визначенням оптимального порядку виконання деяких...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи