МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» Факультет неорганической химии и технологии Кафедра технологии керамики и наноматериалов Утверждаю: проректор по УР _______________ Н.Р. Кокина «___» ______________20___ г. Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) Специальные технологии и оборудование Направление подготовки 18.03.01 Химическая технология Профиль подготовки Технология керамики и стекла Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения очная, заочная Иваново, 2017 1. Цели освоения дисциплины "Специальные технологии и оборудование" Целями освоения дисциплины "Специальные технологии и оборудование" являются изучение специальных технологий в производстве ТН и СМ и обеспечивающего их технологического оборудования; формирование способности и готовности использовать полученные знания в профессиональной деятельности для подбора оптимальной технологии и оборудования для ее осуществления, рационального размещения оборудования на территории участка, цеха, завода; ознакомление с научно-технической информацией и нормативной документацией по изучаемой тематике. 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина "Специальные технологии и оборудование" относится к Блоку 1 вариативной части дисциплин по выбору. Данная дисциплина тесно связана с курсами "Процессы и аппараты химических технологии", "Общая химическая технология", "Химическая технология керамики и огнеупоров", "Химическая технология вяжущих материалов", "Тепловые процессы и аппараты технологии ТН и СМ", "Оборудование заводов". Приступая к освоению данной дисциплины, обучающийся должен знать: физико-химические свойства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов в различных агрегатных состояниях и способы их регулирования; особенности силикатных систем и их влияние на технологии производства материалов и изделий; основные закономерности протекания химических процессов; основы теории переноса импульса, тепла и массы; основы теории теплопередачи; основы теории массопередачи в системах со свободной и неподвижной границей раздела фаз, основные процессы тепло- и массопередачи; типовые процессы химической технологии ТН и СМ, соответствующие аппараты и методы их расчета; принципы выбора оборудования для общих технологических операций (измельчения, смешения, транспортирования, дозирования, сушки, обжига и т.п.); устройство, принцип действия, характеристики и возможности основных типов технологического (в том числе теплотехнического) оборудования и транспортных средств, их преимущества и недостатки; методы и средства диагностики и контроля основных технологических процессов; способы отображения пространственных форм на плоскости; правила и условности при выполнении чертежей. Обучающийся должен уметь: использовать полученные теоретические знания для обоснованного подбора технологических приемов обработки материалов и модифицирования их свойств; пользоваться научно-технической и справочной литературой для рационального подбора технологического оборудования по производству изделий ТН и СМ; прогнозировать влияние различных технологических факторов на технические и технологические характеристики выпускаемой продукции; выполнять основные лабораторные операции; делать расчеты по химическим уравнениям; использовать основные химические законы, термодинамические и другие справочные данные; выполнять и читать чертежи технических изделий и схем технологических процессов; использовать средства компьютерной графики для изготовления чертежей. Обучающийся должен быть готов к составлению технологических схем, составлению плана экспериментальной работы, подбору и расчету оборудования, анализу полученных результатов, работе с учебной, научно-технической литературой. 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины "Специальные технологии и оборудование" Обучающийся должен овладеть следующими компетенциями: способность налаживать, настраивать и осуществлять проверку оборудования и программных средств (ПК-6); готовность к освоению и эксплуатации вновь вводимого оборудования (ПК-8); способность анализировать техническую документацию, подбирать оборудование, готовить заявки на приобретение и ремонт оборудования (ПК-9); способность выявлять и устранять отклонения от режимов работы технологического оборудования и параметров технологического процесса (ПК-11) В результате освоения дисциплины "Специальные технологии и оборудование" обучающийся должен: Знать: основные технологии и технологические операции для производства ТН и СМ и изделий на их основе; устройство и принцип действия, характеристики и возможности основных типов технологического оборудования, применяемых для их производства, их сравнительные характеристики, преимущества и недостатки. Уметь: использовать сведения об основных технологиях производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий на их основе для составления наиболее рациональных технологических схем и осуществления подбора оборудования для их реализации; разрабатывать оптимальные варианты размещения технологического оборудования. Владеть навыками: подбора оптимального оборудования для конкретной технологии, в том числе и с использованием Интернет-ресурсов; составления технических чертежей агрегатов, участков и цехов, в том числе и с помощью компьютерных технологий. 4. Структура дисциплины “Специальные технологии и оборудование” приведена приложении 1 к рабочей программе. в 5. Содержание дисциплины «Специальные технологии и оборудование» 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п 1. 2. Наименование раздела дисциплины Введение Технологии и оборудование и керамических и Содержание раздела Цель изучения курса, его связь с другими науками, значение курса. Краткое содержание дисциплины. Технологии процессов пластического формования керамических и огнеупорных изделий: протяжка (выдавливание), штемпельное формование, раскатка в тела вращения. Вакуумные ленточные прессы. Основные типы конструкций вакуумных прессов и их огнеупорных производств сравнительная характеристика. Вакууммялки. Резательные устройства. Требования, предъявляемые к машинам для нарезания сырца (заготовок) из бруса, выдавливаемого ленточным прессом. Основные типы резательных аппаратов. Устройство и кинематика работы однострунного резательного станка. Принцип работы резательных устройств с фотоэлементом. Общие сведения об устройствах для автоматической садки нарезанного сырца. Оборудование для формования тел вращения раскаткой тонкокерамической массы. Формование тонкостенных полых и плоских изделий (хозяйственный фарфор, фаянс) на ручных и механизированных станках. Принцип устройства и основные конструктивные элементы полуавтоматов. Различные варианты процесса формования: одностадийное и двухстадийное формование; формование шаблонами и роликами. Особенности процесса прессования изделий из порошкообразных масс. Режимы прессования (одностороннее и двустороннее сжатие, использование плавающих форм; ступенчатые режимы прессования). Прессы полусухого прессования. Классификация прессов по источникам создания прессующего усилия, по типам прессующих и перемещающихся механизмов, по режимам прессования. Механические прессы. Принцип действия и достоинства коленорычажного механизма. Конструкция и работа типичных коленорычажных прессов для прессования огнеупоров, строительного кирпича и плиток. Механизмы для засыпки массы и выталкивания изделий. Устройство для гидравлического регулирования давления на механических прессах. Принцип действия и основные элементы конструкций фрикционных прессов. Специфические особенности процесса прессования на этих прессах. Гидравлические прессы. Особенности и основные области применения гидравлических прессов в керамической технологии. Основные типы гидравлических прессов, применяемых в производстве огнеупоров, керамических плиток и технической керамики. Оборудование гидравлической схемы прессов: насосы, аккумуляторы, преобразователи давления, золотники, клапаны. Некоторые конструктивные решения прессформ, кернов и пуансонов, обеспечивающих выравнивание коэффициента сжатия. Классификация методов литья, применяемых в керамической технологии. Оборудование литейных цехов для производства тонкой керамики. Основные типы литейных конвейеров и механизированных литейных стендов. Устройство и работа карусельной машины для отливки тонкостенных полых изделий методом сливного литья. 3. Специальные технологии в производстве вяжущих материалов и оборудование для них 4. Специальные технологии в производстве стекла и стеклоизделий, оборудование стекольных заводов Оборудование для ангобирования и глазурования изделий методами окунания, полива и пульверизации. Устройство установок для ангобирования и глазурования плиток методом полива. Дробильно-сортировочные установки на карьере. Системы предварительной гомогенизации цементного сырья. Усреднительные склады различной конструкции и оборудование для них (стакеры, реклаймеры и др.). Современные высокопроизводительные измельчительные агрегаты. Мельницы мокрого и сухого самоизмельчения и полусамоизмельчения. Вертикальные валковые, валково-трубчатые, тарельчато-шаровые мельницы различных производителей (Лёше, Полизиус, Петерс, Фуллер, Пфайфер и др.). Валковые прессы высокого давления. Высокоэффективные сепараторы, их типы. Динамические сепараторы. Технология процессов дробления и помола, совмещенных с сушкой, и оборудование для них. Печные агрегаты сухого способа производства. Циклонные теплообменники разных конфигураций. Реакторы-декарбонизаторы. Современные типы горелок. Использование альтернативных видов топлива. Колосниковые холодильники новых типов. Gхолодильник. Силосы для гомогенизации и хранения сырьевой муки. Цементные силосы. Системы распределения цементы по силосам. Технология упаковки цемента и упаковочное оборудование. Пневмо- и гидротранспорт. Виды оборудования: одно- и двухкамерные пневмонасосы, эрлифты, струйные и дутьевые транспортеры; шламовые насосы. Комбинированный способ производства портландцемента. Глубокое обезвоживание шлама и оборудование для него. Фильтр-прессы различных конструкций. Основные направления развития технологии и оборудования дозирования материала в технологии стекла. Дозирование сыпучих и слабокомкующихся, комкующихся и гигроскопичных компонентов стекольной шихты. Дозирование малых компонентов. Дозировочно-смесительные комплексы шихты. Винтовые спиральные питатели. Передвижные тензометрические весовые дозаторы. Станции растаривания биг-бэгов. Системы дозировочной подачи шихты и боя в стекловаренную печь. Механическое оборудование стекловаренных печей. Загрузчики шихты и стеклобоя. Их назначение и разновидности. Подготовка стекломассы для механизированной выработки изделий и питание стеклоформующих машин. Капельное и вакуумное питание. Роботизированные наборные комплексы. Горизонтальный и вертикальный способы выработки листового стекла. Современное оборудование для получения термически полированного стекла флоатспособом. Резка и раскрой листового стекла. Технологии обработки кромки и поверхностей Сверление стекла. Шлифование и полирование стекла. Системы закалки и моллирования. Формование пустотелых изделий из стекла. Основные типы стеклоформующих автоматов и перспективы их совершенствования. Технологические линии в производстве стеклянной тары. Карусельные, секционные, конвейерные автоматы. Формы для стекольного производства. Оборудование для обработки штучных изделий. Печи для отжига стеклоизделий периодического и непрерывного действия. Печи декорирования. Технологии и оборудование для нанесения покрытия. Современный способы декорирования стеклоизделий. Матирование и тонировка стекла. Пескоструйная обработка. Оборудование для стеклоэмали, трафаретной печати, термопечати. Системы съема, транспортеры. Современные упаковочные линии. 5.2 Разделы дисциплины “Специальные технологии и оборудование” и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № Наименование обеспе- № № разделов данной дисциплины, необходимых для п/п чиваемых (последуюизучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин щих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 8 … 1 2 3 Технология керамических изделий Технология специальных цементов и изделий на их основе Технология изделий на основе стекла + + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплины “Специальные технологии и оборудование” и виды занятий приведены в приложении 2 к рабочей программе. 6. Лабораторный практикум приведен Лабораторный практикум по дисциплине учебным планом не предусмотрен 7. Практические занятия (семинары) № п/п 1 № раздела дисциплины 1 Тематика практических занятий (семинаров) Вводное занятие. 2 2-4 3 2-4 4 2-4 5 2-4 6-7 2-4 8-10 2-4 1114 2-4 1516 17 2-4 2-4 Изучение устройства и принципа работы вибрационной мельницы. Определение размера частиц и удельной поверхности дисперсного материала в зависимости от времени помола. Изучение устройства и принципа работы лабораторной планетарной мельницы АГО-2С. Определение размера частиц и удельной поверхности дисперсного материала в зависимости от времени помола. Смесительные бегуны. Изучение их устройства и принципа работы. Изучение смешения сухих масс в смесительных бегунах. Ознакомление с устройством и работой лабораторного гидравлического пресса. Определение осадки и степени уплотнения пресс-порошка в зависимости от удельного давления прессования. Компьютерное проектирование технологий термической обработки материалов и подбор оборудования для них Компьютерные технологии в материальных расчетах. Проектирование технологий производства ТН и СМ и изделий на их основе, расчет и подбор оборудования для них. Проектирование технологических участков конкретного производства. Заключительное занятие. 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) В ходе освоения дисциплины “Специальные технологии и оборудование” предусмотрено выполнение курсового проекта – проекта цеха (или отделения) по производству керамики, стекла, вяжущих и изделий на их основе. Курсовое проектирование является основной частью самостоятельной работы студентов по дисциплине «Специальные технологии и оборудование». Примеры тем курсовых проектов: 1. Массозаготовительный цех завода по производству керамического кирпича. 2. Цех формования, сушки и обжига завода по производству керамического кирпича. 3. Составной цех завода по производству хрустального стекла. 4. Цех варки и выработки завода по производству хрустального стекла. 5. Цех помола завода по производству портландцемента. 6. Цех обжига клинкера завода по производству портландцемента Текст расчетно-пояснительной записки к курсовому проекту включает в себя следующие разделы: Введение 1. Техническая часть 1.1 Ассортимент и характеристика выпускаемой продукции 1.2 Аналитический обзор научно – технической литературы 1.3 Обоснование выбора сырьевых компонентов и их характеристика.. 1.4 Обоснование состава композиции. 1.5 Выбор, обоснование и описание технологической схемы…. 2. Теоретические основы технологических процессов…… 3. Контроль производства.. 4. Технологическое и теплотехническое оборудование, необходимое для реализации производственных процессов… 5. Расчетно – аналитическая часть 5.1 Расчет состава шихты (массы).. 5.2 Материальный баланс цеха 6. Охрана труда и окружающей среды. Заключение. Список литературы 9. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине «Специальные технологии и оборудование»: 1. Комлева, Г. П. Основы проектирования заводов по производству тугоплавких неметаллических и силикатных материалов : учеб. пособие / М-во образ-ия Рос. Фед., ГОУ ВПО "Иван. гос. хим.-технол. ун-т". - Иваново : [ИГХТУ], 2004. - 111 с. - Библиогр. : с. 43-50. - ISBN 5-230-01617-5. 2. Косенко, Н.Ф. Организация самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению 18.03.01 "Химическая технология", профиль "Технология керамики и стекла" (общепрофессиональные и специальные дисциплины): учеб. пособие / Н.Ф. Косенко, Н.В. Филатова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2017. – 104 с. 3. Козловская, Г.П. Технология производства санитарно-строительных изделий: учеб. пособие /Г.П. Козловская, Н.В. Филатова, М.Ф. Бутман; Иван. гос. хим.-технол. унт. – Иваново, 2017. – 200 с. 4. Электронная информационная образовательная среда университета http://edu.isuct.ru/course/view.php?id=594 10. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю): Приведен в приложении А к данной рабочей программе. С целью более подробного изложения этапов формирования компетенций по данной дисциплине, обеспечивающих достижение планируемых результатов, в приложении Б приведены паспорта компетенций. 11. Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины «Специальные технологии и оборудование»: а) основная литература а) основная литература: 1. Борщевский, А. А. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий : учеб. для вузов по специальности "Пр-во строит. изделий и конструкций". - Изд. 2-е, стер. - М. : АльянС, 2009. - 367 с. : ил. - Библиогр. : с. 361. Предм. указ. : с. 361-363. - ISBN 978-5-903034-63-5. 2. Борщевский, А. А. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий : учеб. для вузов по специальности "Пр-во строит. изделий и конструкций". - Изд. 2-е, стер. - М. : АльянС, 2014. - 368 с. : ил. - Библиогр. : с. 361. Предм. указ. : с. 361-363. - ISBN 978-5-903034-63-5. 3. Ильевич А.П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров. – М.: Высшая школа, 1979. – 344 с. б) дополнительная литература: 1. Севостьянов В.С., Богданов В.С., Дубинин Н.Н., Уральский В.И. Механическое оборудование производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий. – М.: ИНФРА-М, 2005. – 432 с. 2. Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности: Атлас конструкций: уч. пос. для технических вузов - 3-е изд., пер. и доп.- М.: Альянс, 2014. - 150 с. 3. Богданов, В. С. Технологические комплексы и механическое оборудование предприятий строительной индустрии : учеб. для студентов обучающихся по направлению 270100 "Строительство". - СПб. : Проспект Науки, 2010. - 624 с. : ил. Библиогр. : с. 622-623. - ISBN 978-5-903090-46-4. в) программное обеспечение: Microsoft Windows 7/10 Standard 32/64 bit Microsoft Office Standard 2016 Russian OLP NL AcademicEdition MathCad Education Компас-3D V15 Более подробный перечень, используемого программного обеспечения, с указанием реквизитов договоров, количества ключей и срока действия договоров отображено в справке о материально-техническом обеспечении по ООП. 12. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" (далее - сеть "Интернет"), необходимых для освоения дисциплины «Специальные технологии и оборудование» 1. www.edu.isuct.ru/ 2. www.isuct.ru/e-lib/taxonomy/term/30 3. www.e.lanbook.com/books 4. window.edu.ru/catalog/ 5. www.zodchii.ws/archivarius/full_books.html 6. hemsintez24.ru/stroitelnye-materialy 7. http://www.kodges.ru 8. mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/uchebnye-posobiya/10477 9. diss.seluk.ru/pr-stroitelstvo/1115724-1-utverzhdena-rektorom-bgtu-professorom-zharskimaprelya-2010-registracionniy-ud-305-baz-oborudovanie-proektirovan.php 10. Электронная библиотека ИГХТУ с полнотекстовыми документами http://edu.isuct.ru/mod/data/view.php?id=7516 13. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины «Специальные технологии и оборудование» 1. Овчинников Л.Н., Овчинников Н.Л. Тепловые процессы и агрегаты в обжиге строительных материалов и изделий. - Иваново, 2014, ГОУ ВПО ИГХТУ. с.90. 2. Овчинников Л.Н., Овчинников Н.Л. Примеры расчета сушильного оборудования для _ химической и силикатной промышленности. - Иваново, 2016, ГОУ ВПО ИГХТУ. с.162. 3. Косенко, Н.Ф. Организация самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению 18.03.01 "Химическая технология", профиль "Технология керамики и стекла" (общепрофессиональные и специальные дисциплины): учеб. пособие / Н.Ф. Косенко, Н.В. Филатова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2017. – 104 с. 4. Козловская, Г.П. Технология производства санитарно-строительных изделий: учеб. пособие /Г.П. Козловская, Н.В. Филатова, М.Ф. Бутман; Иван. гос. хим.-технол. унт. – Иваново, 2017. – 200 с. 5. Электронная информационная образовательная среда университета http://edu.isuct.ru/course/view.php?id=594 14. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Специальные технологии и оборудование» Для проведения лекций и лабораторных занятий в аудитории используются ноутбук и проектор. Приложение 1. 4. Структура дисциплины (модуля) "Специальные технологии и оборудование". Для учебных планов год начала подготовки студентов _2017, 2016, 2015, 2014 Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа. Всего Вид учебной работы Семестры часов 5 6 7 Аудиторные занятия (всего) 68 В том числе: - . 8 68 - - - Лекции 34 34 Практические занятия (ПЗ) 34 34 76 76 - Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа (всего) В том числе: - Курсовой проект (работа) - - - 40 40 Реферат 20 20 Другие виды самостоятельной работы 16 16 144 Экз, КП 144 4 4 - Расчетно-графические работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) Общая трудоемкость час зач. ед. Для учебных планов заочной формы обучения Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа. Всего Вид учебной работы Семестры часов 6 7 8 9 Аудиторные занятия (всего) 18 18 В том числе: - Лекции 8 8 Практические занятия (ПЗ) 10 10 126 126 - - - - Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа (всего) В том числе: - Курсовой проект (работа) - - - - 60 60 Реферат 40 40 Другие виды самостоятельной работы 26 26 Расчетно-графические работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) Общая трудоемкость час зач. ед. Зач Экз, КП 144 144 4 4 Приложение 2. Разделы дисциплин "Специальные технологии и оборудование" и виды занятий. Для учебных планов год начала подготовки студентов _2017, 2016, 2015, 2014 № Наименование раздела дисциплины п/п 1. Введение 2. Технологии и оборудование керамических и огнеупорных производств Специальные технологии в производстве вяжущих материалов и оборудование для них Специальные технологии в производстве стекла и стеклоизделий, оборудование стекольных заводов 3. 4. Лекц. Практ. Лаб. зан. зан. 1 2 Введение 2. Технологии и оборудование керамических и огнеупорных производств Специальные технологии в производстве вяжущих материалов и оборудование для них Специальные технологии в производстве стекла и стеклоизделий, оборудование стекольных заводов 3. 4. СРС 1 Всего час. 4 11 12 25 48 10 10 24 44 12 10 26 48 СРС 4 Всего час. 4,5 Для учебных планов заочной формы обучения Наименование раздела дисциплины Лекц. Практ. Лаб. № зан. зан. п/п 1. Семин 0,5 Семин 3 4 41 48 2 3 40 45 2,5 3 41 46,5
