Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metalurgia próżniowa
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
OKWP-2-220-WP-s
Wydział:
Odlewnictwa
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Wirtualizacja Procesów Odlewniczych
Kierunek:
Komputerowe wspomaganie procesów inżynierskich
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. inż. Kalisz Dorota (dak@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Treść modułu odpowiada zagadnieniom z zakresu procesów wytapiania i rafinacji stopów żelaza i metali nieżelaznych w warunkach obniżonego ciśnienia.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna urządzenia do wytwarzania próżni, piece próżniowe oraz technologie wytwarzania metali i stopów przy obniżonym ciśnieniu: - próżniowe metody otrzymywania magnezu (proces Bolzano, Pidegon, Magnetherm), - próżniowe metody otrzymywania tytanu: proces Krolla, - próżniowe metody otrzymywania chromu metalicznego, niobu i pierwiastków ziem rzadkich. Student zna technologię próżniowej rafinacji metali nieżelaznych: gąbki tytanowej, cyny, aluminium i jego stopów, magnezu oraz proces odcynkowania próżniowego ołowiu i usuwania metali szlachetnych z ołowiu. Student zna procesy elektronowego otrzymywania superczystych metali: molibdenu, wanadu, wolframu, tantalu, niobu, cyrkonu oraz stali specjalnych. KWP2A_W05, KWP2A_W02, KWP2A_W01, WT2A_W26 Aktywność na zajęciach
M_W002 Student zna technologię elektrożużlowego przetapiania metali w próżni. Student zna metody próżniowej rafinacji w metalurgii żelaza: ASEA-SKF, VAD, VOD, LD-VAC, RH, RH-OB, DH, VDC. Student ma wiedzę dotyczącą termodynamiki i kinetyki procesów metalurgicznych przebiegających w próżni. KWP2A_W04, KWP2A_U08, KWP2A_K03, KWP2A_W05, KWP2A_K04, KWP2A_W08 Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student zna i rozumie zjawiska fizykochemiczne zachodzące w procesach próżniowego otrzymywania metali i stopów. Student zna procesy próżniowego usuwania zanieczyszczeń z metali i stopów: odgazowanie, odwęglanie, odsiarczanie. Student zna procesy redukcji tlenków w próżni. KWP2A_U08, KWP2A_U03, KWP2A_U05, KWP2A_U07 Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student jest przygotowany do działań kreatywnych w obszarze technologii metalurgii próżniowej. Student potrafi przekazać swoją wiedzę w obszarze przedsiębiorstwa metalurgicznego w celu podwyższenia jakości wyrobów i wprowadzenia nowych rozwiązń technologicznych. KWP2A_K01, KWP2A_K02 Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 15 0 0 0 0 15 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna urządzenia do wytwarzania próżni, piece próżniowe oraz technologie wytwarzania metali i stopów przy obniżonym ciśnieniu: - próżniowe metody otrzymywania magnezu (proces Bolzano, Pidegon, Magnetherm), - próżniowe metody otrzymywania tytanu: proces Krolla, - próżniowe metody otrzymywania chromu metalicznego, niobu i pierwiastków ziem rzadkich. Student zna technologię próżniowej rafinacji metali nieżelaznych: gąbki tytanowej, cyny, aluminium i jego stopów, magnezu oraz proces odcynkowania próżniowego ołowiu i usuwania metali szlachetnych z ołowiu. Student zna procesy elektronowego otrzymywania superczystych metali: molibdenu, wanadu, wolframu, tantalu, niobu, cyrkonu oraz stali specjalnych. + - - - - + - - - - -
M_W002 Student zna technologię elektrożużlowego przetapiania metali w próżni. Student zna metody próżniowej rafinacji w metalurgii żelaza: ASEA-SKF, VAD, VOD, LD-VAC, RH, RH-OB, DH, VDC. Student ma wiedzę dotyczącą termodynamiki i kinetyki procesów metalurgicznych przebiegających w próżni. + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student zna i rozumie zjawiska fizykochemiczne zachodzące w procesach próżniowego otrzymywania metali i stopów. Student zna procesy próżniowego usuwania zanieczyszczeń z metali i stopów: odgazowanie, odwęglanie, odsiarczanie. Student zna procesy redukcji tlenków w próżni. + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student jest przygotowany do działań kreatywnych w obszarze technologii metalurgii próżniowej. Student potrafi przekazać swoją wiedzę w obszarze przedsiębiorstwa metalurgicznego w celu podwyższenia jakości wyrobów i wprowadzenia nowych rozwiązń technologicznych. + - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 52 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 5 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):
  1. 1. Próżnia – wiadomości ogólne

    Próżnia i jej zastosowanie w technice i metalurgii. Właściwości fizykochemiczne gazów: lepkość, przewodnictwo cieplne. Zjawiska adsorpcji i desorpcji gazów na powierzchni ciał stałych, fizysorpcja i chemisorpcja. Znaczenie zjawisk powierzchniowych w metalurgii próżniowej.

  2. 4. Urządzenia do wytwarzania próżni

    Pompy próżniowe – przykłady urządzeń, zasada działania.
    Piece próżniowe.

  3. 5. Redukcyjne procesy próżniowe w metalurgii metali nieżelaznych

    Technologia otrzymywania magnezu (procesy: Pidgeon, Bolzano, Magnetherm).
    Technologia otrzymywania tytanu (proces Krolla).
    Próżniowe procesy wytwarzania: chromu, lantanu i niobu.

  4. 2. Termodynamika procesów metalurgicznych przebiegających w próżni

    Omówienie próżniowych procesów metalurgicznych (odgazowanie, odtlenianie, redukcja tlenków metali, rozkład termiczny, odparowanie metali). Rozpuszczalność gazów i par metali w ciekłej kąpieli metalowej. Prawo Sievertsa. Rozpuszczalność wodoru w aluminium i ciekłych stopach miedzi i żelaza. Proces odsiarczania stopów metali w próżni.

  5. 3. Kinetyka procesów próżniowych

    Szybkość procesów próżniowych. Modele wnikania masy. Wpływ ciśnienia na szybkość odparowania domieszek z ciekłej kąpieli metalowej. Analiza wpływu składników powierzchniowo aktywnych na szybkość parowania. Kinetyka desorpcji gazów z ciekłych metali.

Zajęcia seminaryjne (15h):
  1. 1. Próżniowa rafinacja metali nieżelaznych

    Rafinacja próżniowa ołowiu, gąbki tytanowej, cyny, magnezu, aluminium i jego stopów.

  2. 2. Technologie otrzymywania metali i stopów w piecach próżniowych

    Wytwarzanie metali i stopów o podwyższonej czystości metalurgicznej (wytwarzanie miedzi beztlenowej (MOOB, MO1B, MOB), stopy niklu, tytanu oraz superstopy). Technologie otrzymywania: wolframu, molibdenu, tantalu, niobu. Elektrożużlowe przetapianie metali w próżni.

  3. 3. Procesy rafinacji próżniowej stali

    Metoda ASEA-SKF, VAD,VOD,LD-Vac, DH, RH, VDC.
    Praca na platformie Steel University – symulacja procesów.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Zajęcia seminaryjne: e:learning
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Obecność na zajęciach stacjonarnych i e: learningowych.
Warunkiem zaliczenia jest obecność na min. 50% zajęć, wykonanie projektu i rozwiązanie testów (na platformie e: learningowej).

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa: ocena projektu (warunkiem jest również obecność na powyżej 50% zajęć oraz pozytywnie zaliczone testy)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Indywidualne konsultacje z prowadzącym, dodatkowe terminy oddania projektu oraz pisania testów (testy na platformie e:learningowej).

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Ogólne wiadomości z zakresu technologii otrzymywania stopów metali nieżelaznych.
Podstawowa wiedza z zakresu metalurgii stali.
Ogólne wiadomości z zakresu chemii, termodynamiki i fizyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. E. T. Turkdogan,. Physical Chemistry of High Temperature Technology, Academic Press, London 1980.
2. A. Chudhury, Vacuum Metallurgy, The Materials Information Society 1991.
3. A. Staronka, M. Holtzer, M. Piekarska, Podstawy fizykochemii procesów metalurgicznych i odlewniczych, Wyd. AGH, Kraków 1991.
4. T. Rosenqvist, Principles of Extractive Metallurgy, NY 1974.
5. T. Lis, Metalurgia stali o wysokiej czystości, Wyd. Politechniki Śląskiej Gliwice 2009.
6. L. Blacha, Metalurgia próżniowa, Wyd. Politechniki Śląskiej Gliwice 2004.
7. J. Botor, Podstawy metalurgicznej inżynierii procesowej, Wyd. Politechniki Śląskiej Gliwice 1999.
8. A. Anioła – Kusiak, M. Rzeszowski, Wybrane problemy obliczeniowe z metalurgii teoretycznej, Wyd. AGH Kraków 1986.
9. K. Mamro, Odtlenianie stali, Wyd. Śląsk Katowice 1976.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Modeling processes rafination and nitrogen injection in electrotechnical steel. D. Kalisz Kraków: Scientific Publishing ,,AKAPIT”, 2012. (Publishing a Series of Faculty of Foundry Engineering, University of Science and Technology).
2. Termodynamiczna charakterystyka powstawania fazy niemetalicznej w ciekłej stali. Monografia 2013 (habilitation thesis).
3. Calculations of oxide inclusions composition in the steel deoxidized with Mn, Si and Ti. D. (Podorska) Kalisz, P. Drożdż, J. Falkus, J. Wypartowicz, Archives of Metallurgy and Materials, 2006 vol. 51 iss. 4, p. 581–586.
4. Optimization of the composition of oxide inclusions in production of microalloyed steel. D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Acta Metallurgica Slovaca, 2007, 13, spec. iss., 5 p. 203–207.
5. Titanium oxide and nitride formation in microalloyed steel. D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Acta Metallurgica Slovaca, 2007, 13 spec. iss. 4 p. 137–140.
6. Thermodynamic analysis of elementary processes in molten oxide slag reduction. D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Archives of Metallurgy and Materials, 2008 vol. 53 iss. 2 p. 595–600.
7. The optimisation of titanium and nitrogen concentration in micro-alloyed steel. D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Archives of Metallurgy and Materials, Science, 2009 vol. 54, 3 p. 823–828. — Bibliogr. s. 828.
8. Modeling of oxide precipitates chemical composition during steel deoxidization, J. Iwanciw, D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Archives of Metallurgy and Materials Science, 2011 vol. 56 iss. 4, p. 999–1005.
9. Simulation of oxygen and nitrogen removal from steel by means of titanium and aluminum. J. Iwanciw, D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Archives of Metallurgy and Materials Science, 2011, vol. 56, iss. 3, p. 635–644.
10. Arrangement of flow modification devices in continuous casting tundish based on multicriterion. P. Macioł, J. Gawąd, D. (Podorska) Kalisz, Archives of Metallurgy and Materials Science, 2007, vol. 52 iss. 1, p. 105–112.
11. Phase transition simulations for solidification of {Fe-C} alloy with cellular automata interfaced with self-adaptive hp finite element method for non-stationary heat and mass transport problems. M. Paszyński, J. Gawąd, P. Matuszyk, Ł. Madej, D. (Podorska) Kalisz, Computer Methods in Materials Science.
10. Viscosity calculations of mold slag in continuous casting. D. Kalisz, Archives of Materials Science and Engineering, vol. 58, no2, 2012.
11. Influence of casting mold slag on the progress of casting process. D. Kalisz, Archives of Metallurgy and Materials Science, no1, 2013.
12. Modeling calculation of physical properties of mold slag. D. Kalisz, Archives of Metallurgy and Materials Science, no 4, 2013.
13. Control of chemical composition of oxide-sulphide inclusions during deoxidation of steel with manganese, silicon and titanium. J. Wypartowicz, D. (Podorska) Kalisz, Hutnik Wiadomości Hutnicze : 2006, 73, no 3, p. 91–96.
14. Thermodynamic analysis of elementary processes in molten oxide slag reduction. D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Hutnik Wiadomości Hutnicze, 2010, 77 no 4, p. 139–146.
15. Behavior of alloying elements in ladle refining of steel. J. Iwanciw, D. (Podorska) Kalisz, J. Wypartowicz, Hutnik Wiadomości Hutnicze, 2010, 77, no 4, p. 132–139.
16. Thermodynamic analysis of the reduction process of furnace slag using carbon for the recovery of copper. S. Rzadkosz, D. Kalisz, M. Piękoś, W. Cieślak, Przegląd Odlewnictwa, Kraków, 2012, t. 62, no 7–8, p. 304–307.
17. Computer simulation of process in molten oxide slag reduction. D. Kalisz, S. Rzadkosz, M. Piękoś, Archives of Foundry Engineering, Polish Academy of Sciences. Commission of Foundry Engineering, 2012, vol. 12, spec. iss. 1, p. 91–96.
18. Modeling of the formation of AlN precipitates during solidification of steel. D. Kalisz, S. Rzadkosz, Archives of Foundry Engineering, Polish Academy of Sciences. Commission of Foundry Engineering, 2013, vol. 58, p. 35-41.

Informacje dodatkowe:

Brak