ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 1 из 14 Министерство образования и науки Республики Казахстан Д. Серікбаев атындағы ШҚМТУ ВКГТУ им. Д. Серикбаева УТВЕРЖДАЮ декан горнометаллургического ___факультета Адрышев_А.К.____________ __ __________________2014_ г. МЕТАЛЛУРГИЯЛЫК ПРОЦЕСТЕР ТЕОРИЯСЫ Силлабус ТЕОРИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Силлабус Специальность: 5В070900 - Металлургия Специальность: 5В070900-Металлургия Форма обучения: Курс: Семестр: Кол-во кредитов: Количество часов: Лекции: Практические занятия: Лабораторные работы: СРОП СРО Курсовая работа: Экзамен очная 2 4 3 135 30 15 30 60 Усть-Каменогорск 2014 Қазақстан Республикасының Министерство ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Білім және ғылым министрлігі Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 2 из 14 образования и науки Республики Казахстан Д. Серікбаев атындағы ШҚМТУ ВКГТУ им. Д. Серикбаева УТВЕРЖДАЮ декан горнометаллургического ___факультета Адрышев_А.К.____________ __ __________________2014_ г. МЕТАЛЛУРГИЯЛЫК ПРОЦЕСТЕР ТЕОРИЯСЫ Силлабус ТЕОРИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Силлабус Специальность: 5В070900 - Металлургия Специальность: Форма обучения: 5В070900-Металлургия очная 13МТ-1 14МТТ-1 13МТТ-1 13МТз-3 14МТз-3 14МТз-2 Курс: Семестр: Кол-во кредитов: Кол-во часов: Лекции: Практические занятия: Лабораторные раб. СР0П: СРО Курсовая работа: Экзамен 2 4 3 135 30 15 30 60 1 2 3 135 30 15 30 60 2 3 3 135 30 15 45 45 2 3 3 135 10 5 15 105 Усть-Каменогорск 2014 1 2 3 135 10 5 15 105 1 2 3 135 10 5 15 105 ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 3 из 14 Силлабус разработан на кафедре химии, металлургии и обогащения на основании Государственного общеобязательного стандарта высшего образования, утв. пост. Прав. РК от 23.08.12 № 1080, Правил организации учебного процесса по КТО, утв. приказом МОН РК от 20.04.11 № 152, типового учебного плана специальности, утв. Приказом МОН РК от 16.08.13 № 343 для студентов специальности 5В073700 «Металлургия» Обсуждено на заседании кафедры Зав. кафедрой Протокол № ___ Н. Куленова от «____»__________ Одобрено методическим советом горно-металлургического факультета Председатель Протокол № ___ Г. Нуршайыкова от «____»__________ Разработали Г.А. Реутова Нормоконтролер Т. Тютюнькова ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 4 из 14 Кафедра «Химия, металлургия и обогащение» Кандидат технических наук, доцент Реутова Галина Александровна Телефон рабочий 540-911 Контактные часы (ofise-hom): по расписанию консультаций СРСП на кафедре (ауд. IV-311). Время: занятия проводятся согласно утвержденному расписанию. 1 СОДЕРЖАНИЕ КУРСА 1.1 Краткое описание курса: Дисциплина «Теория металлургических процессов» содержит теоретический материал по вопросам основных и научных и экспериментальных методов металлургии: термодинамика, кинетика, химическое и фазовое равновесие в приложении к вопросам вскрытия целевых компонентов рудного сырья; получения, разделения и рафинирования металлов. При освоении теории металлургических процессов используются графо-аналитические методы оценки окислительно-восстановительных характеристик рабочей атмосферы обжиговых и плавильных металлургических аппаратов и выбор оптимальных параметров ведения процесса с программированными выходом продуктов и степенью чистоты. 1.2 Цели и задачи изучения дисциплины Приобретение студентами базовых теоретических знаний в области металлургии для решения инженерных и научных задач при исследовании, выборе и внедрении инновационных технологий в металлургической практике. Приобретение магистрантами повышенных научных знаний в области исследования металлургических процессов для решения научных задач при выборе, исследовании и внедрении инновационных технологий. 1.3 Результаты изучения дисциплины Знания: ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 5 из 14 Знание теоретических методов научной металлургии для решения научных и практических задач получения, разделения и рафинирования металлов. Навыки: - Умение грамотно использовать приобретенные знания при выполнении теоретических и экспериментальных исследований в области металлургии. Компетенции: - Сбор, анализ и обобщение научной информации в области металлургии; - Способность использовать теорию металлургических процессов при расчете металлургического оборудования и технологического регламента проведения металлургического процесса. 1.4 Пререквизиты Для изучения дисциплины «Теория металлургических процессов» необходимы знания, полученные по дисциплинам: «Физическая химия», «Высшая математика». 1.5 Постреквизиты Приобретенные знания необходимы для изучения специальных дисциплин по металлургии и общеинженерных дисциплин «Организация эксперимента», «Технологические процессы и аппараты в металлургии»; для выполнения дипломного проекта (работы); для решения научнопрактических задач в области металлургии. 2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1 Тематический план Трудоемкость, Рекомендуема ч. я литература 1 2 3 Лекционные занятия Тема 1. Металлургические процессы как сложный комплекс физико-химических 3 [1] – [16] превращений Тема 2 Термодинамический анализ металлургических процессов. [3] - [5] Термодинамические характеристики, их 2 физический смысл на примерах получения металлов 1 2 3 Наименование темы, ее содержание ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Тема 3. Направленность металлургических реакций. Роль энтальпийного и энтропийного факторов при оценивании возможности и полноты протекания химических реакций Тема 4. Термодинамические основы процессов окисления. Кислородный потенциал как критерий прочности оксидов, безокислительного нагрева, термодинамического разложения и окислительного рафинирования Тема 5Термодинамические основы процессов восстановления газообразными восстановителями и в присутствии твердого углерода. Реакция Будуара-Белла Тема 6 Автогенность металлургических процессов. Методы расчета на примерах металлотермии. Кинетика процессов окисления и восстановления Тема 7 Химическое равновесие в металлургических системах. Равновесия реакций процесса выщелачивания. Диаграммы «потенциал – рН». Тема 8 Теория процессов разделения и рафинирования металлов Тема 9 Фазовое равновесие в металлургических системах. Графоаналитические расчеты по диаграммам. 1 Практические занятия* Тема 1. Термодинамические потенциалы в металлургических расчетах Тема 2. Критерии направленности металлургических процессов Тема 3. Химическое равновесие. Расчет технологического регламента металлургического процесса Тема 4. Теория процессов дистилляции и ректификации Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 6 из 14 [3] – [7] 5 [4] –[15] 5 3 [1] – [8] [2]- [13] 2 3 [10] – [13] 2 5 2 2 2 3 [1] – [3] [5] – 8] [1] – [5] 3 3 2 [3] – [8] 3 ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 7 из 14 1 Тема 5. Фазовое равновесие. Расчет состава и выхода фаз при разделении 5 [10] – [13] металлов ликвацией * для гр. 14 МТз-2,3; 13 МТз3 трудоемкость (ч) сокращается в три раза; Лабораторные работы Тема 1 Правила ТБ в металлургической [1] - [10] лаборатории. Исследование термодинамических характеристик 5 процессов образования и диссоциации соединений в гетерогенных системах. (лаб.работа № 1) Тема 2 Исследование кинетики [4] – [12] 5 диссоциации карбонатов (лаб.работа № 2) Тема 3 Термический анализ системы [10] – [11] 5 олово-свинец (лаб.работа № 3) Самостоятельная работа магистранта под руководством преподавателя* Тема 1. Термодинамические расчеты в [10] – [13] 5 металлургии Тема 2 Химическое равновесие при [10] – [13] расчете состава газовой атмосферы 5 металлургических аппаратов Тема 3 Теория восстановления металлов из [10] – [13] 5 их соединений Тема 4 Разделение металлов перегонкой [10] – [13] 5 (вельцевание и фьюмингование) Тема 5 Фазовое равновесие в [10] – [11] 10 металлургических системах * для гр. 14 МТз-2,3; 13 МТз3 трудоемкость (ч) сокращается в два раза; для гр. 13-МТТ-1 – увеличивается в 1.5 2.2 КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «РАСЧЕТЫ ПРОЦЕССОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, РАЗДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ МЕТАЛЛОВ ПО ГИДРО- И ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИМ СХЕМАМ»* * для студентов очного (дневного ) обучения Неделя Содержание разделов Кол-во баллов 1 Выщелачивание металлов с протеканием химической 10 реакции 2 Термодинамика растворов 10 3 Равновесие в электрохимических системах с участием 5 ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества воды Фазовые равновесия в водных растворах Экстракция из водных растворов Обжиг сульфидов и спекание Термодинамические характеристики металлургических расплавов Автогенность металлотермического восстановления Влияние вакуума на рабочие параметры металлургического процесса Кинетика металлургических процессов Состав и свойства высокотемпературной газовой атмосферы Фазовое равновесие в металлургических расплавах Карботермическое восстановление Фазовые равновесия жидкость – пар Фазовые равновесия в конденсированных системах 2.3 Задания для самостоятельной работы (СРМ) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Тема 1 1 Термодинами ческий метод анализа 2 Теория окисления и восстановлен ия Цель и содержание задания Рекоменд Продолжите уемая льность литератур выполнения а 3 4 [1] 2 Металлурги ческие расчеты [7] направленно сти Кислородны [2] - [13] й потенциал при расчете активности металлов Работа с [10] -[13] диаграммам и равновесия Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 8 из 14 10 5 5 10 5 5 5 6 6 6 6 6 Форма контроля Срок сдачи 5 6 1 -4 неделя Устный опрос 4-я неделя 5-8 неделя Коллокви ум, тестовый контроль 8-я неделя РК 1 3 Теория перегонки, Устный 12-я разделение 9-12 неделя опрос неделя металлов дистилляцией 4 Фазовое Расчеты по 15Тестовый равновесие фазовым 13-15 неделя неделя контроль диаграммам РК 2 2.4 График выполнения и сдачи заданий по дисциплине* ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Стр. 9 из 14 Академический период обучения, неделя Вид контроля Посещаемость Ф1 И ВКГТУ 701.01 1 2 Конспекты 7 лекций Устный опрос 1 Коллоквиум Тестовый опрос Реферат Защита индивидуальны х заданий Рубежное тестирование Всего 10 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 1 7 1 1 1 7 2 8 2 9 2 7 1 1 7 1 1 7 7 1 1 1 1 7 7 7 1 1 7 7 7 7 1 0 10 11 12 13 14 15 2 2 2 2 2 2 10 10 10 2 0 10 10 3 0 7 30 1 0 10 10 10 10 40 10 3 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 3.1 Основная 1 Владимиров Л.П. Термодинамические расчеты равновесия металлургических реакций. – М.: Металлургия, 1973, 225 с. 2 Захаров А.М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. Уч. пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1990, -240с. 3 Термодинамические свойства неорганических веществ. Справочник под редакцией А. П. Зефирова. Атомиздат, 1986, 350с. 4 Крестовников А. Н. и др. Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций. - М.: Металлургия, 1983, 560с. 5 Казачков Е. А. Расчеты по теории металлургических процессов. - Л.: Химия, 1983, 220с. 6 Лукашенко Э.Е., Погодаев А. М., Сладкова И. А. Сборник примеров и задач по теории процессов цветной металлургии. - М.: Металлургия, 1973, - 174 с. 7 Гальнбек А.А., Шалыгин Л.М., Шмонин Ю.Б. Расчеты пирометаллургических процессов и аппаратуры цветной металлургии. 8 Пазухин В. А., Фишер А. Я. Разделение и рафинирование металлов в вакууме. - М.: Металлургия, 1969, 203с. 9 Гейхман В.В., Казанбаев Л.А., Козлов П.А. Совершенствование процесса электролиза на АООТ ЧЭИЗ // Цветные металлы, 2000, № 3, -С.2327. ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 10 из 14 10 Рыжонков Д. И., Арсентьев П. П., Яковлев В. В. и др. Теория металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1989, 39 1с. 11 Вольский А. Н., Сергиевская Е. М. Теория металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1978, 384с. 12 Погорелый А. Д. Теория металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1971, 503 с. 3.2 Дополнительная 13 18 Уикс К. Е., Блок Ф. Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их оксидов и нитридов. - М.: Металлургия, 1985, 320 с. 14 Барон Н. М. и др. Краткий справочник физико-химических величин. - Л.: Химия, 1983, 182с. 15 Ванюков В. А., Зайцев В. Я. Теория пирометаллургических процессов. - М.: Металлургия, 1991, 350 с. 4 ОЦЕНКА ЗНАНИЙ 4.1 Требования преподавателя Требования преподавателя: - посещение лекционных и практических занятий по расписанию является обязательным; - присутствие магистрантов на занятиях проверяется в начале занятий. В случае опоздания студент должен бесшумно войти в аудиторию и включиться в работу, а в перерыве объяснить преподавателю причину опоздания; - оцениваемые в баллах работы следует сдавать в установленные сроки. За несвоевременную сдачу работ количество баллов снижается. Магистранты, не сдавшие все задания, к экзамену не допускаются; - повторное прохождение студентом рубежного контроля, в случае получения неудовлетворительной оценки, не допускается; магистранты, получившие средний рейтинг Рср = (Р1 + Р2)/2 менее 50 %, к экзамену не допускаются. 4.2 Критерии оценки Оценка всех видов заданий осуществляется по 100-балльной системе. Текущий контроль проводится на каждой неделе и включает контроль посещения лекций, практических занятий и выполнение самостоятельной работы. Рубежный контроль знаний проводится на 7 и 15 неделях семестра в форме тестирования. Рейтинг складывается, исходя из следующих видов контроля*: ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 11 из 14 Тестовый опрос Реферат Эссе Рубежное тестирование Всего 21 21 Коллоквиум 16 14 Устный опрос Рейтинг 1 Рейтинг 2 Конспекты лекций Аттестационный период Посещаемость Вид контроля, удельный вес, % 8 7 7 14 7 7 14 - 7 7 20 30 100 100 Экзамен по дисциплине проходит во время экзаменационной сессии в форме защиты курсовой работы. Итоговая оценка знаний студента по дисциплине включает: - 40 % результата, полученного на экзамене; - 60 % результатов текущей успеваемости. Формула подсчета итоговой оценки: И 0,6 где Р1 Р2 0,4Э , 2 (1) Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене. Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах: Оценка Цифровой по эквивалент буквенной баллов системе А 4,0 А– 3,67 В+ 3,33 В 3,0 В– 2,67 С+ 2,33 С 2,0 С– 1,67 D+ 1,33 D 1,0 F 0 Процентное содержание, % 95–100 90–94 85–89 80–84 75–79 70–74 65–69 60–64 55–59 50–54 0–49 Оценка по традиционной системе отлично хорошо удовлетворительно неудовлетворительно ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 12 из 14 4.3 Материалы для итогового контроля - «Термодинамические потенциалы химических реакций» с приложением к любой реакции из практики металлургии. - Методы расчета характеристик – Гиббса-Гельмгольца; ТемкинаШварцмана; энропийный метод; метод алгебраического сложения GТ = f (T) для реакций из металлургической практики (индивидуальные задания преподавателя. - -Сформулировать принципиальное отличие термодинамических характеристик растворов (расплавов): парциальные мольные величины компонентов и химические потенциалы этих компонентов в растворах. - Укажите термодинамические критерии направленности процессов в металлургических системах общего типа. - Аргументируйте утверждение: уменьшение стандартной энергии 0 Гиббса ( GТ < 0) не является показателем термодинамической возможности процесса при рабочей температуре Т. - Аргументируйте ошибочность утверждения (софизм): при равенстве 0 нулю стандартной энергии Гиббса ( GТ = 0) реакционная система 0 0 aA +bB rR + dD + GТ находится в химическом равновесии - Оцените: какая из двух приведенных реакций характеризуется большей термодинамической возможностью при условии, что взяты одинаковые количества исходных веществ: n (S2) = n (S) = n (CO) = 8 моль/дм3 при прочих равных условиях. СS2 + S + 6CO = 3SO2 + 7C + GТ0 2CS2 + 3S + 14CO = 7 SO2 + 16C + где (1) GТ0 (2) GТ0 (1) = -141,1 кДж, GТ0 (2) = -308,2 кДж - На примерах выщелачивания металлов с протеканием химической реакции (по заданию преподавателя) указать условия протекания реакции, используя термодинамические характеристики компонентов системы. - Сформулируйте физический смысл числа (z) и фактора эквивалентности (f) реакции (см. 12.1.7) и укажите количественную связь z и f с термодинамическими характеристиками этой реакции ( НТ ; 0 GТ0 ). SТ0 и ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 13 из 14 -Сформулируйте физический смысл кислородного потенциала (0) и оцените связь (качественную и количественную) 0 со стандартной энергией Гиббса ( GТ ) в системе Me – О - MemОn с конденсированными фазами Ме и MemОn. 0 -Построить номограмму 0 = f (T; РО 2 ; Р Н 2О / Н 2 ; РСО / СО2 ) для системы Me – О - MemОn (индивидуальное задание преподавателя для двух металлов Me1 и Me2). По номограмме оценить: - прочность оксидов Me1 и Me2; - условия термического разложения MemОn; - возможность металлотермического восстановления; - упругость диссоциации MemОn при заданной температуре; - условия раскисления в системе MemОn. - Охарактеризовать равновесие в системе Me – S - MemSn как с конденсированными фазами Me и MemSn, так и при наличии растворов. Значение констант равновесия в общем виде. - Работа со словарем спецтерминов. - Физический смысл уравнения Аррениуса и уравнения молекулярной диффузии в теории кинетики гетерогенных процессов. Выполнение заданий по теме. -Отличие визуально-термического от дифференциально-термического анализа при построении диаграмм плавкости металлургических систем. - Расчет состава и масс равновесных фаз; степени разделения металлов ликвацией в системах Pb-Zn; Pb-Cn; Fe-Sn (индивидуальное задание). - Графо-аналитические расчеты состава металлической штейновой и шлаковой фаз в тройных металлургических системах: Pb – Fe - S; Cu – Fe - S; Al2O3 – SiO2 – CaO. 12.4.2 Выполнить графо-аналитический расчет по диаграмме Zn – Cd состав перегоняемого расплава, обеспечивающего при заданном давлении заданный выход паровой (жидкой) фазы. Задания индивидуальные. 12.4.3 Подготовить к защите лабораторную работу № 3. В письменном варианте сформулировать ответы к контрольным вопросам работы. 12.4.4 Представить к проверке задания 13, 14, 15 курсовой работы. 12.4.5 Работа с толковым словарем – дефениция спецтерминов из глоссария (предлагается студентам преподавателем). ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА Рабочая учебная программа дисциплины Система менеджмента качества Ф1 И ВКГТУ 701.01 Стр. 14 из 14