Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021

Teorie procesů při výrobě železa a oceli

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 618-3001/01
Zkratka TPVŽaO
Název předmětu česky Teorie procesů při výrobě železa a oceli
Název předmětu anglicky Theory Processes in the Production of Iron and Steel
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra metalurgie a slévárenství
Garant předmětu prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Vysokopecní vsázka, železné rudy, druhy a vlastnosti jednotlivých komponent vsázky, teorie sbalování jemnozrnných surovin, aglomerace a peletizace železných rud, požadavky na jakost jednotlivých komponent vysokopecní vsázky.
2. Termodynamika a kinetika dějů a procesů probíhajících v oxidačních prostorech vysoké pece, teoretická teplota hoření a složení nístějových plynů, vlhčení vysokopecního větru, injektáž náhradních paliv, obohacování větru kyslíkem.
3. Protiproud vsázky a plynu ve vysoké peci, zákonitosti proudění plynů zrnitou vrstvou, výměna tepla ve vysoké peci.
4. Redukce oxidů železa uhlíkem, přímá a nepřímá redukce, vliv podílu přímé redukce na měrnou spotřebu uhlíku,
5. Redukce oxidů železa vodíkem, redukce ostatních prvků, disociační reakce ve vysoké peci, nauhličování surového železa.
6. Vysokopecní struska, vznik, vlastnosti a funkce vysokopecní strusky, odsiřování surového železa,
7. Druhy vyráběných surových želez, řízení jakosti surového železa, teoretické základy výroby železa mimo vysokou pec, přímá výroby železa z rud (DRI), tavná redukce.
8. Základní energetické funkce. Kriteria rovnováhy dějů (G, K). Rovnováhy. Rovnovážná konstanta a způsoby jejího vyjadřování. Princip akce a reakce.
9. Reakční izoterma a její význam. Ideální roztok – Raoultův zákon. Zředěný roztok – Henryho zákon.
10. Termodynamická aktivita složky v roztoku. Způsoby vyjadřování aktivity složky v roztoku. Výpočet součinitelů aktivit ve vícesložkových soustavách.
11. Roztavené ocelářské strusky – molekulární teorie strusek. Iontová teorie strusek.
12. Nernstův rozdělovací zákon. Rozdělení kyslíku mezi struskou a kovem. Reakce probíhající při výrobě a rafinaci oceli: oxidace Si a Mn, přenos kyslíku z atmosféry do lázně oceli.
13. Odfosfoření oceli. Odsíření oceli. Plyny v taveninách železa. Závislost na parciálním tlaku plynu a teplotě.
14. Vodík v železe a oceli. Dusík v železe a oceli. Kyslík v železe a oceli. Uhlíková reakce a její význam při výrobě a rafinaci oceli. Vliv teploty a tlaku na průběh uhlíkové reakce.
15. Afinita prvků ke kyslíku. Srážecí dezoxidace oceli. Difúzní dezoxidace a dezoxidace oceli syntetickými struskami. Vměstky v oceli.

Povinná literatura

[1] KRET, J. Škodliviny při výrobě surového železa. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2003. ISBN 80-248-0552-9.
[2] BABICH, A., et al. Ironmaking. Aachen: RWTH Aachen University Press, 2008. ISBN 3-86130-997-1.
[3] GHOS, A. and A. CHATTERJEE. Ironmaking and steelmaking: theory and practice. New Delhi: PHI Learning, 2011. ISBN 978-81-203-3289-8.
[4] GEERDES, M. et al. Modern Blast Furnace Ironmaking. IOS PRESS, 2015. ISBN 978-1-61499-498-5.
[5] KRET, J. Teorie procesů při výrobě železa a oceli. Studijní opora k předmětu. 2013, 82 s. Dostupná z www: http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/618/618-Teorie-procesu-pri-vyrobe-zeleza-a-oceli-cast-1.pdf

Doporučená literatura

[1] KRET, J. Recyklace odpadů hutnictví železa. 1. vyd. Ostrava: VŠB–TU Ostrava, 2003. ISBN 80-248-0511-1.
[2] BILÍK, J. et al. Modelování, analýza a predikce pochodů výroby železa z hlediska současných energetických a ekologických požadavků. Brno : Akademické nakladatelství CERM, 2013. ISBN 978-80-7204-854-0 .
[3] LEGEMZA, J. et al. Tradičné a alternatívne palivá v metalurgii. TU Košice, 2015. ISBN 978-80-553-2154-7 .