Міністерство освіти і науки України
Державний вищий навчальний заклад
«Приазовський державний технічний університет»
Факультет металургійний
Кафедра «Металургія сталі»
Затверджую:
Декан металургійного факультету
ДВНЗ «ПДТУ»
проф., докт. техн. наук
________________Харлашин П.С.
«____»_____________ 2014 р.
РОБОЧА ПРОГРАМА
підготовки до вступних екзаменів у магістратуру
напрям підготовки: 6.050401 – металургія;
спеціальність: 805040101 – металургія чорних металів
спеціалізація: металургія сталі
2013–2014 навчальний рік
Робоча програма підготовки до вступних екзаменів у магістратуру за напрямом підготовки 6.050401 Металургія, спеціальністю 8.05040101 – Металургія чорних металів, спеціалізація: металургія сталі
« 28 » 11. 2013 р., 42 с.
Розробник: Бакланський В.М., доцент, канд. техн. наук
______________
Робоча програма затверджена на засіданні кафедри металургії сталі
Протокол від «6» грудня 2013 р. № 8
Завідувач кафедри МС ______________Харлашин П.С.
«6» 12. 2013 року
Схвалено методичною комісією вищого навчального закладу за напрямом підготовки 6.050401 – Металургія, спеціальністю 8.05040101– «Металургія чорних металів», спеціалізація: металургія сталі
Протокол від « 13 » 02. 2014 року, №6.
«14» 02. 2014 рік
Голова ________________ (Григор’єва М.О.)
@ДВНЗ “ПДТУ», 2013 рік
@Бакланський В.М., 2013 рік
1.Мета проведення комплексного екзамену з спеціальності
Дисципліни, які викладались кафедрою металургії сталі студентам впродовж навчання для здобуття кваліфікації бакалавра-металурга являють собою теоретичну та кваліфікаційну база для подальшого підвищення свого теоретичного та кваліфікаційного рівня під час навчання на п’ятому курсі у магістратурі. Для реалізації можливості вступу до магістратури передбачено проходження комплексного екзамену з спеціальності, який відбувається у тестовому режимі. Для цього викладачами кафедри підготовлені тестові завдання, які базуються на наступних дисциплінах:
1) основи проектування та обладнання цехів;
2) основи проектування металургійних підприємств;
3) теорія розкислення та легування;
4) математичні методи досліджень технологічних процесів виробництва сталі;
5) будова та якість рідких металів та шлаків;
6) магістерська науково-дослідна робота;
7) чинники успішного працевлаштування за фахом;
8) переробка відходів металургійних підприємств 5
9) фізико-хімічна механіка сталеплавильних процесів 5
10) фізико-хімічні методи дослідження металургійних процесів 5
11) ділові ігри по виходу з екстремальної ситуації 5
12) основи розробки САПР безвідходних технологічних процесів та технологій 5
13) фізико-хімічні основи виробництва чистих металів 5
Кожен білет містить десять питань з різних дисциплін, на кожне питання надається п’ять відповідей і лише одна правильна. Задача здобувача вибрати правильні відповіді та отримати високий бал з комплексного тестування. Окрім цього ще передбачено пройти тестування з іноземної мови.
Мета проведення комплексного екзамену у режимі тестування – створити умови для відбору тих здобувачів, які мають високий рівень теоретичної та кваліфікаційної підготовки для подальшого здобуття ступеню магістру 8.05040101 «Металургія чорних металів».
2. Програми навчальних дисциплін
2.1. Програма навчальної дисципліни «Основи проектування та обладнання цехів»
1. Загальна характеристика проекту сталеплавильного цеху (2 години)
Класифікація й особливості сталеплавильних цехів, як об'єктів проектування. Сполука проекту сталеплавильного цеху і зміст його основних частин.
2. Розташування і вантажопотоки сталеплавильних цехів (3 години)
Генеральний план металургійного підприємства і місце на ньому сталеплавильних цехів, технологічні і транспортні зв'язки з іншими цехами. Основні і допоміжні вантажопотоки сталеплавильного цеху, їхній обсяг і принципи раціональної організації., Види внутрицехового транспорту, тенденції і перспективи їхнього розвитку. Планувальні рішення по захисту повітряного басейну на території підприємства і селитебних територіях.
3. Конвертерні цехи
3.1. Загальна характеристика конвертерних цехів (2 години).
Місткість і число конвертерів. Режим роботи і продуктивність конвертерних цехів. Варіанти технологічних схем роботи.
3.2. Схеми забезпечення конверторних цехів чавуном . (4 години).
Вимоги до схеми подачі і заливання чавуна. Стаціонарні міксери. Міксерні відділення "верхнього" і "нижнього" типу. Пересувні міксери, внутрицехові чугуновози і заливальні ковші, відділення переливу чавуна і їхнє розташування. Техніко-економічне порівняння схем подачі чавуна з використанням стаціонарних і пересувних міксерів. Розрахунок устаткування для подачі і заливання чавуна. Проектні рішення по захисту навколишнього середовища в міксерних відділеннях і відділеннях переливу чавуна.
3.3. Схеми подачі і способи завантаження брухту, шихтове відділення для брухту(3 години).
Вимоги до схеми подачі і завантаження брухту. Способи й устаткування для подачі брухту і його завантаження. Варіанти розміщення, об'ємно-планувальні рішення й устаткування шихтових відділень для брухту. Характеристика і розрахунок устаткування для подачі і завантаження брухту.
3.4. Схеми подачі і завантаження сипучих матеріалів у конвертери Шихтові відділення для сипучих матеріалів. (3 години).
Принципова схема подачі і завантаження сипучих матеріалів. Варіанти устаткування конвертерів видатковими бункерами для сипучих. Устаткування трактів подачі і завантаження сипучих матеріалів у конвертери і феросплавів у сталерозливочні ковші. Розрахунок транспортерів для подачі сипучих матеріалів, варіанти об'ємно-планувальних рішень шихтових відділень (дворів) у конвертерних цехах. Проектні рішення по захисту навколишнього середовища по трактах подачі і завантаження сипучих матеріалів.
3.5. Випуск і передача сталі на розливання. Способи збирання шлаку (2 години).
Устаткування для випуску сталі і її передачі на розливання. Основні способи збирання шлаку. Характеристики конвертерних і міжцехових (транспортних) шлаковозів. Розрахунок числа шлаковозів і кількості жужільних ковшів. Жужільні прольоти (естакади) і їхнє устаткування.
3.6. Головні будинки конвертерних цехів (8 годин).
Кількість, технологічна спеціалізація до варіантів компонування прольотів у головному будинку цехів з розливанням сталі в ізложниці й у конвертерному відділенні цехів з розливанням сталі на ВБРС. Пристрій, об'ємно-планувальні параметри прольотів головного будинку, устаткування прольотів і методики його розрахунків. Варіанти технологічних схем, що рекомендуються, роботи, і об'ємно-планувальних рішень конвертерних відділень для нових цехів з конвертерами великої місткості. Рішення по захисту навколишнього середовища при проектуванні головних будинків конвертерних цехів.
3.7. Відділення безупинного розливання сталі (6 годин).
Особливості технології безупинного розливання сталі і необхідних виробничих ділянок в ВБРС. Об'ємно-планувальні рішення і параметри будинків ВБРС із блоковим і лінійним розташуванням МНРЗ. Циклограма спільної роботи конверторів і МНРЗ, вибір проектного часу розливання. Проектна швидкість розливання і продуктивність МНРЗ, визначення необхідної кількості машин. Розрахунок устаткування ВБРС. Рішення по захисту навколишнього середовища в проектах ВБРС.
4. Мартенівські цехи.
4.1. Загальна характеристика мартенівських цехів (1 година).
Класифікація мартенівських цехів і їхньої перспективи. Технологічна схема роботи, сполука і компонування будинків і споруджень типових мартенівських цехів з рейковою подачею шихти (американського типу).
4.2. Головний будинок цеху (3 години).
Об'ємно-планувальні рішення і параметри головних будинків по типових проектах. Номенклатура і характеристики устаткування, методики розрахунків кількості устаткування.
4.3. Шихтові двори і міксерні відділення мартенівських цехів (3 години).
Типові об'ємно-планувальні рішення і параметри будинків. Устаткування шихтових дворів і міксерних відділень і методики розрахунків його кількості.
4.4. Відділення підготовки сполук і роздягання злитків (4 години).
Загальна схема обороту сполук з ізложницями й основні технологічні операції по їхній підготовці. Способи охолодження і їхній вплив на стійкість ізложниць. Парки охолодження ізложниць і розрахунок їхньої пропускної здатності. Устаткування для чищення і змащення ізложниць і розрахунок числа установок. Двір ізложниць, призначення, типові варіанти об'ємно-планувальних рішень і їхні параметри. Устаткування двору ізложниць, розрахунок числа кранів, парку розливочних сполук. Об'ємно-планувальні рішення, параметри й устаткування стриперних відділень.
4.5. Основні варіанти технічних рішень по реконструкції мартенівських цехів (2 години).
Варіанти реконструкції цехів із заміною мартенівських печей конвертерами і дуговими електропечами; ефективність реконструкції.
5. Основи будівельного проектування будинків сталеплавильних цехів (2 години).
Модульна система в проектуванні і будівництві промислових будинків. Габаритна схема будинку і вибір його об'ємно-планувальних параметрів – кроку колон, ширини прольотів і висоти будинку. Прольоти кранів.
Рекомендована література
Базова
1. Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов / А.М. Якушев. –М.: Металлургия, 1984. – 216 с.
2. Якушев А.М. Справочник конвертерщика / А.М. Якушев. –Челябинск: Металлургия, 1990. – 448 с.
3. Явойский В.И. Металлургия стали / В.И. Явойский, Ю.В. Кряковский, В.П. Григорьев, Ю.М. Нечкин, В.Ф. Кравченко, Д.И. Бородин. –М.: Металлургия, 1983. – 584 с.
4. Сталеплавильное оборудование. Отраслевой каталог 20–89.01. – М.: ЦНИИТЭИ–Тяжмаш, 1989. – 164 с
5. Трубин К.Г. Металлургия стали. Мартеновский процесс / К.Г. Трубин, Г.Н. Ойкс. – М.: Металлургия, 1970, – 621 с.
6. Харитонов А.С. Проектирование конвертерных цехов. – Мариуполь.: ПГТУ, 2002. – 52 с.
7. Очистка технологических и неорганизованных выбросов от пыли в чёрной металлургии / Толочко А.И., Филипьев О.В., Славин В.И. и др. – М.: Металлургия. 1986.
8. Теверовский Б.З. Очистка промышленных газов в чёрной металлургии. – Киев.: Техника. 1993.
Допоміжна
4. Общая металлургия (Металлургия черных и цветных металлов) / Челищев Е.В., Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Рыжонков Д.И. – М.: Металлургия, 1971. – 480 с.
5. И.В.Буторина, П.С.Харлашин Экологические проблемы производства стали/ Учебное пособие – 2008 г. – 268 с.ил.
6. Бойченко Б.М., Охотский В.Б., П.С.Харлашин Конвертерное производство стали: теория, технология, качество стали, конструкции агрегатов, рециркуляция материалов и экология. Учебник –Днепропетровск: РВА «Дніпро–ВАЛ», 2006. – 454 с.ил.
7. Квалификационная характеристика инженера – металлурга по специальности 805040101. «Металлургия черных металлов».
Інформаційні ресурси
8. www.metalika.ua
9. www.expodon.dn.ua
10. mo.pstu.edu
11. www.dmeti.dp.ua
12. Научные разработки Национальной металлургической академии Украины. Режим доступа:
http://dmeti.dp.ua/?mod=science&page=4&id=10
13. Библиотека научной и студенческой информации. Стандартизация, сертификация, аккредитация. Режим доступа:
http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=8604
2.2. Програма навчальної дисципліни
«Основи проектування металургійних підприємств»
Вступ (6 годин)
Характеристики металургійних підприємств, як обєктів проектування. Послідовність розробки проекту, цілі, задачі та зміст ТЕО проекту. Робочі креслення.
1. Вибір ділянки для металургійного підприємства: вимоги та визначення необхідних розмірів території (8 годин)
2. Обґрунтування схеми постачання підприємства залізорудною сировиною та способів її підготовки (17 годин)
Розрахунок потреб у залізорудній сировині, нормативні вимоги до потужності залізорудної бази. Фактори, які визначають вибір способів підготовки залізорудної сировини та техніко-економічної оцінки способів. Розміщення аглофабрик та фабрик окомкування.
3. Обґрунтовування схеми постачання металургійного підприємства паливом та електроенергією (13 годин)
Розрахунки потреб підприємства в технологічному паливі та електроенергії. Оцінка паливної бази металургійних підприємств України .
4. Обґрунтування постачання підприємства металобрухтом (12 годин)
Джерела виникнення брухту на металургійних підприємствах. Розрахунок кількості зворотного та амортизаційного брухту. Баланс брухту. Потреби підприємства у брухті зі сторони.
5. Визначення потужності та складу цехів основного виробництва
5.1. Прокатні цехи (12 годин)
Вибір типу прокатних станів та розрахунок вимог у металі для їх загрузки на проектну потужність. Баланс металу по прокатним цехам.
5.2. Сталеплавильні цехи (12 годин)
Розрахунок програми виробництва сталеплавильних цехів, вибір сталеплавильних агрегатів та визначення необхідної їх кількості Розрахунок потреб сталеплавильних цехів в матеріалах та енергоресурсах. Баланс металу.
5.3. Доменний цех (12 годин)
Розрахунок програми виробництва передільного та спеціальних видів чавуну. Визначення корисного обєму та кількості доменних печей. Потреби доменного цеху у залізорудній сировині, коксі та технічному кисні. Баланс металу.
5.4 Визначення потужності та складу цехів
підготовки сировини та палива
5.4.1. Аглофабрика та фабрика окомкування(12 годин)
Розрахунок програми виробництва агломерату, площа спікання агломераційних машин. Вибір типу машин, їх кількості.
Розрахунок програми виробництва окатишів. Вибір основного технологічного обладнання (окомкувачі, обжигові машини) та визначення їх кількості.
5.4.2. Коксовий цех (8 годин)
Розрахунок програми виробництва металургійного коксу, вибір типу коксових батарей та визначення їх кількості.
5.4.3. Вапняний цех (8 годин)
Розрахунок програми виробництва вапна. Вибір типу вапняно-обжигових печей та визначення їх кількості.
5.4.4. Скрапороздільний цех (10 годин)
Види підготовки брухту на металургійних підприємствах та склад скрапороздільних цехів. Розрахунок програми підготовки брухту по видах. Вибір обладнання та визначення його кількості .
Розрахунок річної потреби у кисні для цехів основного виробництва та допоміжних цехів. Вибір блоків розділення повітря та їх кількість.
6. Обґрунтування ремонтної бази металургійного підприємства (12 годин)
Склад цехів ремонтно-допоміжної бази. Визначення потреб в ремонтно-експлуатаційному металі, вимоги в його механічній обробці та станочного парку.
Потреби в услугах з ремонтів обладнання, будівель та споруджень .
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
Базова
1. Авдеев В.А. Основы проектирования металлургических заводов / В.А. Авдеев., В.М. Друян, Б.И. Кудрин – М.: Интернет инжиниринг, 2002. – 464 с.
2. Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов / А.М. Якушев – М.: Металлургия, 1984. – 215 с.
3. Харитонов А.С. Проектирование металлургических предприятий / А.С. Харитонов, В.П. Русских. Учебное пособие. – Мариуполь: ПГТУ, 2002. – 54 с.
4. Вегман Е.Ф. Краткий справочник доменщика / Е.Ф. Вегман. – М.: Металлургия, 1981. – 231 с.
5. Бессараб В.И. Проектирование и эксплуатация оборудования фабрик окомкования / В.И. Бессараб – М.: Металлургия, 1986. – 151 с.
6. Чистяков А.Н. Технология коксохимического производства в задачах и вопросах. – М.: Металлургия, 1988. – 296 с.
Допоміжна
7 .Бойченко Б.М.. Конвертерне виробництво сталі / Б.М. Бойченко, В.Б. Охотський, П.С. Харлашин – РВА «Дніпро-ВАЛ» – 2004 – 454 с.
8. Якушев А.М. Справочник конвертерщика / А.М. Якушев. – Челябинск.: Металлургия, 1990. – 418 с.
9. Сталеплавильное оборудование: Отраслевой каталог 20 – 89 – 01. – М.: ЦНИИТЭИ – Тяжмаш. – 1989. – 164 с.
10. Трубин К.Г. Металлургия стали. Конструкции и оборудование мартеновских печей и цехов / К.Г. Трубин, Г.Н. Ойкс, М.А. Черненко и др. – М.: Металлургия, 1961. – 448 с.
11. Харитонов А.С. Проектирование конвертерных цехов / А.С. Харитонов. – Мариуполь: ПГТУ, 2002 – 52 с.
12. Толочко А.И. Очистка технологических и неорганизованных выбросов от пыли в черной металлургии / А.И. Толочко, О.В. Филипьев, В.И. Славин, В.С. Гурьев. – М.: Металлургия, 1986. – 206 с.
13. Теверовский Б.З. Очистка промышленных газов в черной металлургии / Б.З. Теверовский. – Киев: Техники, 1993. – 150 с.
Інформаційні ресурси
14. Генеральное проектирование предприятий. Режим доступа: http://www.energostal.kharkov.ua.
15. Сборник научных трудов Украинского научно–исследовательского и проектного института стальных конструкций имени В.Н. Шимановского. Режим доступа: http://urdisc.com.ua/rl/publish.html.
2.3. Робоча програма навчальної дисципліни «Теорія розкислення та легування»
1. Кисень у сталі (24 годин)
Розчинність кисню у твердому i рідкому залізі. Вплив домішок на розчинність кисню в залізі. Вплив кисню на властивості сталі. Мета розкислення.
Вміст кисню в сталі перед розкисленням. Окислювання металу і шлаку, в мартенівської ванні і сучасних електродугового печах. Окисненість металу і шлаку при виплавці сталі в киснево-конвертерному процесі.
Вплив кисню на процес формування та якість сталевого злитка. Типи сталі. Характеристика продуктів розкислення. (8 години)
2. Фізико-хімічні основи розкислення сталі (34 годин)
Загальні основи розкислення. Розкислююча здатність різних розкислювачів. Ізотерма розкислення. Розкислення кремнієм, марганцем, алюмінієм.
Розкислення титаном, барієм, бором, цирконієм. Спільна дія кількох розкислювачів.
Основні способи розкислення стали: осаджуюче, дифузійне та вакуумне. Основи осаждаючого розкислення. Технологія розкислення сталі в ковші. Дифузійне (екстракційне) розкислення. Попереднє розкислення у сталеплавильному агрегаті. Розкислення стали в ковші при обробці синтетичним шлаком.
Типи розкислювачів. Використання базових і комплексних розкислювачів. Розкислення екзотермічні феросплавами.
3. Утворення та видалення продуктів розкислення сталі (16 години)
Механізм утворення і властивості неметалевого включення (НВ). Типи неметалевих включень (НВ). Характеристика продуктів розкислення. Вплив типу розкислителів та порядок їх введення на швидкість видалення неметалевих включень (НВ). Вплив пневматичної перемішування на швидкість видалення неметалевих включень (НВ).
Вплив розкислення на якість сталі. Розподіл оксидних включень у зливках. Вплив кисню на процес формування і якість злитка при розливанні зверху, сифоном і на МНЛЗ. Умови утворення та видалення нітридів. Вплив типів розкислювачів на характер сульфідних включень. Утворення і властивості канву.
4. Теоретичні основи вакуумної обробки сталі (26 годин)
Механізм розкислення вуглецем. Рівновага реакції у вакуумі. Механізм і кінетика зневуглецювання при вакуумній обробці. . Механізм видалення НВ при вакуум-вуглецевому розкисленні. Вакуум-кисневе обезвуглецування. Особливості технології виробництва особо-низьковуглецевої сталі.
Масообмін між рідкою і газоподібної фазами.
Рівновага водоводу та азоту в рідкому металі. Дегазація металу в вакуумі. Особливості технологи розкислення попередньо обробленої вакуумом сталі (після вакуум-вуглецевого розкислення).
Вплив пневматичної перемішування (продувки аргоном) на процес дегазації стали. Технологія вакуумування сталі в ковші (VD і VOD – процесу). Технологія виробництва корозійностійкої та авто-листової сталі.
5. Легування сталі (29 годин)
Термодинамічні основи легування. Розкислення i легування сталі Сг, V, Ti, Zr, В i, Ca. Основні способи легування (8 години)
Легування металу елементами, цілком розчинними в рідкому залізі. Легування металу елементами, частково розчинними в рідкому залізі Легування металу елементами, практично не розчинними в рідкому залізі Легування металу елементами, що знаходяться в металі в газоподібному стані. Легування металу неметалами, частково розчинними в рідкому залізі. Легування металу рідкими лігатурами.
Основні способи легування. Спільне розкислення і легування сталі. Особливості технології розкислення і легування у вакуумі.
|