Metalurgie oceli (FSI-PMO)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit s výrobou oceli v elektrických pecích se zaměřením na
slévárenské technologie v rozsahu postačujícím pro praxi ve slé-
várnách, připadně jako základy pro další studium.
Výstupy studia a kompetence:
Základní termodynamické výpočty rovnováh u ocelářských reakcí.
Odvození optimálních podmínek pro průběh ocelářských reakcí z
termodynamických rovnováh. Výpočet výrobnosti jednotlivých
tavicích agregátů. Výpočty vsázek a dolegování.Klasifikace jedno-
tlivých typů vměstků a jejich vliv na houževnatost a tranzitní chová-
ní. Kalkulace nákladů na tekutý kov.
Prerekvizity:
Základní znalosti z chemie, chemické reakce, chemické rovnováhy, zákony ideálních plynů. Základní znalosti v fyziky, kinetická teorie plynů, základy termodynamiky, základy difúze-Fickovy zákony. Základy fyzikální chemie, tepla skupenských přeměn, tepla rozpouštěcí a zřeďovací, reakční teplo, závislost reakčního tepla na teplotě, samovolnost děje-entropie, volná entalpie. Obecné podmínky termodynamických rovnováh, závislost rovnovážné konstanty na teplotě, aktivita, chemický potenciál, parciální a molární veličiny.
Obsah předmětu (anotace):
Fyzikálně-chemické základy výroby oceli,výrobní ocelářské agregáty ve slévárnách oceli,výroba oceli v zásadité obloukové a kyselé indukční peci. Principy ocelářských technologií podle jednotlivých údobí tavby, tavení, oxidace,dezoxidace.Vliv metalurgie na vlastnosti oceli a jakost odlitků.Vhodnost některých postupů sekundární metalurgie pro slévárny.
Vliv metalurgie na ekonomickou a energetickou náročnost výroby oceli na odlitky. Intenzifikace výroby oceli.
Pochopení základních fyzikálně-chemických reakcí při výrobě oceli a jejich aplikace ve slévárnách oceli.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet se uděluje za aktivní účast na cvičeních. Pro zkoušku obdrží posluchači seznam otázek, které zhrnují probranou látku. Zkouška je ústní s písemnou přípravou.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičení je povinná. Pochopení přednášené látky je kontrolováno ve cvičeních. Vedoucí cvičení zadává studentům samostatnou práci. Nahrazení zameškaných hodin projedná student s garantem předmětu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Historie výroby železa a oceli.
2. Aplikace termodynamiky v ocelářství.
3. Roztoky v tekutém železe.
4. Ocelářské strusky.
5. Oxidace.
6. Dezoxidace.
7. Vliv metalurgie na vlastnosti
8. Teorie a praxe výroby oceli v zásaditých elektrických obloukových
pecích.
9. Teorie a praxe výroby oceli v zásaditých elektrických obloukových
pecích.
10. Teorie a praxe výroby oceli v zásaditý elektrických obloukových pecích.
11. Teorie a praxe výroby oceli elektrických indukčních pecích.
12. Mimopecní zpracování oceli.
13. Odlévání oceli.
    Laboratorní cvičení 1. Výpočet aktivity pro různé standardní stavy.
2. Výpočet reakčního tepla.
3. Závislost reakčního tepla na teplotě.
4. Rozpouštění uhlíku ve slitinách železa.
5. Kyslík ve slitinách železa.
6. Plyny ve slitinách železa.
7. Výpočet rovnováh u metalurgických reakcí.
8. Odsíření oceli.
9. Výpočet vsázky a dolegování u legovaných ocelí.

1.- 4. Měření teploty a aktivity kyslíku v ocelích a litinách.
Literatura - základní:
1. SHAMSUDDIN, M. Physical Chemistry of Metallurgical Processes. Published by John Wiley and Sons. Hoboken. New Jersey. pp. 585. 2016. ISBN 978-1-119-07833-3
2. ŠENBERGER, J.; BŮŽEK, Z.; ZÁDĚRA, A.; STRÁNSKÝ, K.; KAFKA, V. Metalurgie oceli na odlitky. Brno: VUT v Brně – Nakladatelství Vutium, 2008. 311 s. ISBN: 978-80-214-3632-9.
3. HAE-GEON-LEE, Chemical thermodynamics for metals and Material. Imperial College Press, 57 Shelton Str. London WC2H 9HE, Reprint 2001.
3. TURGDOGAN, E. T.: Fundamentals of Steelmaking. The Institute of Materials 1996, ISBN186125 004 5.
4. ALVAREZ, A. I.; DEGALLAIX-MOREUIL, S. Duplex Stainless Steels. GREAT BRITAIN, 2009, p. 437, ISBN 978-1-84821-137-7.
5. MYSLIVEC, T.:Fyzikálně chemické základy ocelářství, SNTL Praha 1971.
Literatura - doporučená:
1. [3] Fremunt, P.- Šimon, J : Tavení oceli v elektrických pecích, SNTL, Praha 1984.
2. 2. Levíček, P.- Stránský,K.: Metalurgické vady ocelových odlitků, SNTL, Praha 1984.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 L
N-SLE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 1 L