М2 - Горный

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ГОРНЫЙ»
Согласовано
___________________
Руководитель ООП по
направлению 150400
проф. В.М.Сизяков
«___» ___________ 2012 г.
Утверждаю
__________________
Зав. кафедрой ПТПЭ
проф.Н.М. Теляков
«___» ___________ 2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПЕЧИ ПРОИЗВОДСТВА
МЕТАЛЛОВ»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»
Программа подготовки: Теплотехника металлургических процессов
Квалификация
(степень)
выпускника:
магистр,
специальное
звание «магистр»
Форма обучения: очная
Составитель:
зав.каф. ПТПЭ проф.Н.М.Теляков
доц.каф.ПТПЭ С.Н.Салтыкова
Программа является приложением
к основной образовательной программе в соответствии с ФГОС
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
М2.ДВ.1.ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПЕЧИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ
Составитель: проф.Теляков Н.М., доц.Салтыкова С.Н.
Кафедра печных технологий и переработки энергоносителей
1.Цели и задачи дисциплины
Учебная дисциплина "Промышленные печи производства металлов" является
заключительным этапом в подготовке магистрантов, поэтому цель ее сформировать из магистранта
дипломированного специалиста в области работы промышленных печей производства. Основной
задачей данной дисциплины является детальное изучение печей для термообработки их
конструкции, аэродинамики, теплообмена и теплогенерации печного агрегата, а также
современных компьютерных методов проектирования и расчета печного агрегата.
Основными обобщёнными задачами дисциплины (компетенциями) является
разработка и осуществление технологических процессов получения и обработки металлов
и сплавов, разработки и осуществление энерго- и ресурсосберегающих технологий в
области металлургии и металлообработки, проектирование технологичесих процессов с
использованием автоматизированных систем, оценка инновационно-технологических
рисков при внедрении новых технологий, оценка экономической эффективности
технологических процессов, технико-экономическое обоснование и разработка новых
технологических процессов, разработка проектов промышленных агрегатов и
оборудования, конструирование и расчет новой технологической оснастки и ее элементов.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Промышленные печи нагрева и термообработки» относится к
профессиональному
циклу основной образовательной программы и входит в цикл
дисциплин вариативной части. Содержание дисциплины базируется на знаниях,
полученных при изучении дисциплин гуманитарного, социального и экономического, а
также профессионального циклов, а знания, умения и навыки, полученные при её
изучении, будут использованы в процессе освоения дисциплин вариативной части, при
написании курсовой работы и магистерской диссертации, в профессиональной
деятельности. Изучение и успешная аттестация по данной дисциплине, наряду с другими
дисциплинами, являются необходимыми для освоения дисциплин профессионального
цикла, выполнения итоговой аттестационной работы. Дисциплина является
предшествующей для изучения последующих дисциплин профессионального цикла ОПД.
ОО (базовая часть) – Процессы массопереноса в системах с участием твердой фазы (2-ой
семестр); Теплоперенос в гетерогенных системах (2-ой семестр); цикла ОПД.Р.О7
(дополнительная профилизация в соответствии с магистерской программой)–
Промышленные печи производства металлов (3-й семестр); Промышленные печи
производства неметаллических материалов (3-й семестр); Промышленные печи нагрева и
термообработки (3-ой семестр).
3. Требования к результатам освоения дисциплины
- Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
профессиональных компетенций:
- проводить патентный поиск и исследовать патентоспособность и показатели
технического уровня разработок (ПК-6);
- разрабатывать научно-техническую документацию, оформлять научно-технические
отчеты, обзоры, публикации по результатам выполненных исследований (ПК-7);
- анализировать полный технологический цикл получения и обработки материалов
(ПК-13);
- прогнозировать работоспособность материалов в различных условиях их
эксплуатации (ПК-14);
- разрабатывать предложения по совершенствованию технологических процессов и
оборудования (ПК-15);
- разрабатывать предложения для технических регламентов и стандартов по
обеспечению безопасности производственных процессов (ПК-16);
- применять инженерные знания для разработки и реализации проектов,
удовлетворяющих заданным требованиям (ПК-26);
- применять методологию проектирования (ПК-27);
- использовать автоматизированные системы проектирования (ПК-28);
- разрабатывать технические задания на проектирование нестандартного
оборудования, технологической оснастки, средств автоматизации процессов (ПК-29).
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- конструкции печей для термообработки, особенности устройства их отдельных узлов;
-закономерности и особенности гидродинамического, теплообменного и
теплогенерирующего процессов в печах, применяемых для термообработки металлов;
-особенности взаимосвязи технологических, конструктивных, энергетических и
других характеристик печей для термообработки металлов;
-параметры и показатели печей для термообработки, методику их расчета (проектирование),
направление их усовершенствования.
-компьютерные методы проектирования и расчета печного агрегата для термообработки
металла.
уметь:
-анализировать особенности устройства и работы различных печей для термообработки
металла с точки зрения оптимальности их показателей;
-производить расчет технологии и процессов гидроаэродинамики, теплообмена, теплогенерации в печах, применяемых для термообработки металла;
-производить расчет и выбор параметров печи, основываясь на положениях комплексной
теории печей;
-осуществлять графическую проработку конструкции печи для термообработки в целом и
ее отдельных узлов.
владеть:
- методами термодинамического анализа промышленных установок;
- методами определения гидродинамических характеристик и гидродинамической
структуры потоков;
- методами составления материальных и тепловых балансов процесса;
- принципами выбора насосов, газодувок и компрессоров для осуществления
технологического процесса;
- методами расчета тепловых, массообменных аппаратов и определения их основных
размеров;
- методами выбора и расчета аппаратуры для очистки сточных вод и газовых
выбросов.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы.
Вид учебной работы
Всего
часов
Семестры
40
I
40
Лекции
20
20
Практические занятия (ПЗ)
20
20
-
-
68
68
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графические работы
-
-
Реферат
-
-
Другие виды самостоятельной работы
-
-
Выполнение домашнего задания
-
-
Оформление лабораторных работ
-
-
Вид промежуточной аттестации: зачёт, экзамен
зач.
зач.
Общая трудоемкость
108
108
3
3
Аудиторные занятия (всего)
II
В том числе:
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
час
зач. ед.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
1
1.
2.
3.
Наименование
Содержание раздела
раздела дисциплины
2
3
Введение
Современное
Комплексный характер сырья для производства
перспективы
развития цветных металлов.
металлургии свинца и цинка
Металлургия свинца
Разновидности
свинцового
концентрата.
Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов.
Шахтная плавка свинцового агломерата. Переработка
шлаков свинцовой плавки. Реакционная плавка
свинцовых
концентратов.
Технология
пирометаллургического
рафинирования
чернового
свинца.
4.
5.
6.
7.
8.
Металлургия цинка
Обжиг
цинковых
концентратов
перед
выщелачиванием. Теоретические основы процесса
обжига цинковых концентратов. Аппаратурное
оформление
процесса
обжига
цинковых
концентратов. Выщелачивания цинкового огарка,
гидролитическая
и
цементационная
очистка
раствора. Пирометаллургия цинка. Обжиг цинковых
концентратов перед дистилляцией.
Плавка медных и
Структура пирометаллургического процесса и
никелевых
руд
и влияние его отдельных стадий на производительность
концентратов на штейн.
металлургических агрегатов. Отражательная плавка
медных концентратов. Электроплавка медных и медноникелевых концентратов. Особенности тепловой работы
электропечи. Шахтная плавка сульфидного медного
сырья. Плавка во взвешенном состоянии в атмосфере
подогретого дутья и технологического кислорода.
Кислородно-взвешенная циклонная электротермическия
плавка – КИВЦЭТ – процесс. Восстановительносульфидирующая
шахтная
плавка
окисленных
никелевых руд.
Конвертирование
Теоретические
основы
процесса
медных, никелевых и медно
конвертирования. Практика процесса конвертирования.
никелевых штейнов
Устройство и работа горизонтального конвертера.
Переработка никелевых
Способы разделения меди и никеля меднои медно-никелевых
никелевого файнштейна. Обжиг никелевого файнштейна
файнштейнов
и концентрата от флотационного разделения и медноникелевого файнштейна. Восстановительная плавка
закиси никеля.
Рафинирование
Огневое рафинирование меди. Восстановление и
никеля и меди
дегазация меди. Переработка шлаков огневого
рафинирования. Электролитическое рафинирование
меди.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Промышленные печи
производства металлов
Промышленные печи
производства
неметаллических
материалов
Промышленные печи
нагрева и термообработки
№ № разделов данной дисциплины, необходимых
для изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
Наименование раздела
дисциплины
Введение
Лекций
Прак
т.
зан.
1 2
Лаб.
зан.
Семинаров
-
СРС
-
Всего
часов
1
0
1
2
2.
Современное
перспективы
развития металлургии свинца и цинка
Металлургия свинца
3.
2
4
-
-
2
0
3
4
-
-
2
0
Металлургия цинка
4.
3
4
-
-
6.
7.
8.
Плавка медных и никелевых руд
и концентратов на штейн.
Конвертирование медных,
никелевых и медно никелевых штейнов
Переработка никелевых и медноникелевых файнштейнов
Рафинирование никеля и меди
4
4
-
2
-
4
-
1
-
4
-
1
-
3
-
1
-
№ раздела
дисциплины
2
2
2
3
4
5
6
5, 6, 7
2, 3
2, 5
2, 5
Наименование практических работ
3
Микроскопический анализ структуры
металлов.
Производство меди и никеля
Производство цинка и свинца
Шлаки
Штейны
-
Трудоемкость
(час.)
4
2
4
4
4
4
7. Практические занятия (семинары)
№
п/п
1
№ раздела
дисциплины
2
2
5
Наименование практических работ
3
Расчет материального баланса.
Трудоемкость
(час.)
4
2
8. Примерная тематика курсовых работ
Не предусмотрено
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1 Набойченко С.С., Агеев Н.Г., Дорошкевич А.П. и др. Процессы и аппараты цветной
металлургии. Екатеринбург.: УГТУ, 1997.
2 Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Технологии современной металлургии. -М.: Высшая школа,
2005.
3 Шалыгин Л.М. Конвертерный передел в цветной металлургии.-М.:Металлургия, 1965
4 Диомидовский Д.А., Шалыгин Л.М. , Гальнбек А.А., Южанинов И.А. Цветные металлы.1959.-№ 2.- с.27-34.
5 Методы комплексного исследования технологии и аппаратуры конвертерного
передела штейнов : печи / Л. М. Шалыгин, Т. Р. Косовцева, Г. В. Коновалов // Цветные
металлы. - 2006. - №10
6 Шалыгин Л.М., Коновалов Г.В., Колтон Г.А. Перспективное направление
автогенной переработки сульфидных руд и концентратов на основе пространственно
ориентированного кислородного дутья. // Цветные металлы. - 2006. - №1
7 Шалыгин Л.М. Оценка энерготехнологической и экологической
применения кислорода при конвертировании штейнов//Цвет.металлы.- 1996.- N2.
1
6
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1
1
5
0
1
1
6
0
2
2
6
0
2
2
5
0
5.
2
6
эффективности
8 Бледнов Б.П. Автогенные процессы в металлургии меди и никеля. книга. Учебное
пособие. -М.: Металлургия, 2006.
4
9 Смирнов И.И., Кокорин В.С. Расчеты оборудования в металлургии тяжелых
цветных металлов: Учебное пособие.-М.: Металлургия, 2005.
10 Биронт В.С. Теория термической обработки металлов: Учебное пособие.-М.:
Металлургия, 2007.
11 Ветюков А.В., Зайцев В.Я. Теория пирометаллургических процессов. -М.:
Металлургия, 1997
12 Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексное использование медного и никелевого
сырья. -М.: Металлургия, 1989.
13 Худяков И.Ф., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С.. Металлургия меди, никеля
и кобальта.- М.: Металлургия, 1977, ч.1, с.266, ч.2.
14 Диомидовский Д.А., Шалыгин Л.М. Расчеты пиропроцессов и печей цветной
металлургии. -М.: Металлургиздат, 1963.
б) дополнительная литература
1. Колпаков С.В., Старов Р.В., Смоктий В.В. Технология производства стали в современных
конверторных цехах Под ред. Колпаков С. В. - М.: Машиностроение, 1991.
2. Погодаев А.М. Основы теории пирометаллургических процессов.Учеб. пособие. - ГУЦМиЗ. Красноярск, 2004.
в) программное обеспечение
- Электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и
рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей
программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- Операционные системы Windows, стандартные офисные программы.
10.Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированная лаборатория.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Преподавание дисциплины основано на организации внутри дисциплины и
междисциплинарных образовательных модулей, представляющих совокупность
теоретических представлений и практических навыков по каждой дидактический единице
во взаимосвязи с последующими и смежными дисциплинами, целью которых является
приобретение студентом компетенций, знаний и умений, установленных ФГОС ВПО для
направления 150400 «Металлургия».
Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация является
совокупностью данных по успешности выполнения студентом требований ФГОС ВПО,
учебного плана, примерной учебной программы (посещение теоретических и
лабораторных занятий, своевременное выполнение лабораторного практикума, заданий по
самостоятельной работе).