Technická univerzita v KošiciachPosta na TUKEIS studentTelefónny zoznam TUKE
ODDELENIE HUTNÍCTVA
A ZLIEVARENSTVA
OddelenieŠtúdiumVeda a výskumRelax
Teória hutníckych procesov (Prednášky)
Akademický rok: 2016/17
Ročník: II. BC
Semester: zimný
Forma výučby: prednášky, cvičenia
Rozsah výučby (hod.): 2/3
Prednášajúci: doc. Ing. Branislav Buľko, PhD.

Obsah prednášok:
  1. Úvod. Metalurgické deje. Výrobný proces – technologická schéma. Vzťah fáz. Chemická reakcia. Chemická termodynamika. Chemická kinetika. Mechanizmus oxido - redukčných procesov.
  2. Hutnícke technológie. Hutníctvo a jeho teoretické základy. Výroba surového železa a ocele. Výroba neželezných kovov.
  3. Základné zákonitostí. Zákony ideálnych plynov. Tepelné kapacity.
  4. Termodynamické základy metalurgických pochodov. Základné termodynamické pojmy. Gibbsov zákon fáz. Termochemické zákony. Voľná energia a Gibbsova energia. Gibbs- Duhemova rovnica a jej využitie. Chemický potenciál. Clapeyronova a Clausius – Clapeyronova rovnica a ich význam.
  5. Chemické rovnováhy. Všeobecné pojmy dôležité pre štúdium chemických rovnováh. Rovnovážne konštanty. Závislosť rovnovážnej konštanty na teplote. Afinita chemickej reakcie. Kellogove, Ellinghamove, Richardsonove diagramy a ich využitie v hutníctve. Termický rozklad oxidov. Termický rozklad uhličitanov. Boudouardova reakcia. Redukcia oxidov plynnými zmesami a uhlíkom.
  6. Základy kinetiky metalurgických pochodov. Rýchlosť chemickej reakcie. Zákon účinku hmotnosti (Guldberg- Waagov zákon). Poriadok reakcie a jeho určovanie. Reakcie prvého poriadku. Reakcie druhého poriadku. Reakcie vyšších poriadkov. Typy elementárnych reakcií. Vplyv teploty na rýchlosť chemickej reakcie. Kinetika a mechanizmus heterogénnych procesov.
  7. Taveniny kovov. Stavba tavenín. Teórie. Základné fyzikálno - chemické vlastností.
  8. Roztoky roztavených kovov. Základné pojmy. Raoultov zákon. Termodynamika ideálnych a reálnych roztokov. Aktivita. Možností určovania aktivity zložky v roztoku. Roztoky plynov v kvapalinách. Henryho zákon.
  9. Roztavené trosky a kamienky. Teórie. Stavba. Fyzikálno - chemické vlastností.
  10. Reakcie medzi roztaveným kovom a roztavenou troskou. Rovnovážne rozdelenie zložky medzi kovom a troskou. Rozdelenie kyslíka. Odsírenie a odfosforenie.
  11. Základy pyrometalurgie. Oxidačné procesy. Oduhličovanie. Regulácia mangánu, kremíka, chrómu. Odplynenie. Dezoxidácia.
  12. Základy hydrometalurgie. Termodynamické aspekty lúhovania. Potenciál- pH diagramy a ich využitie pri lúhovaní. Termodynamika chemického vylučovania. Cementácia. Cementácia na amalgámoch. Vylučovanie kovov z roztoku redukciou vodíkom a inými plynmi. Základné pojmy v elektrolýze.
Literatúra:
  1. Komorová Ľ., Imriš I.: Termodynamika v hutníctve, Alfa, Bratislava, 1990
  2. Turkdogan, E.T.: Fundamentals of steelmaking, Cambridge, 1996
  3. Myslivec T.: Fyzikálně chemické základy ocelářství, Praha SNTL, 1971
  4. Habashi F.: Principles of Extractive Metallurgy, Gordon and Breach, 1980

Program cvičení

Rozsah: 3 hod./ každý druhý týžden
Cvičiaci:
  • doc. Ing. Branislav Buľko, PhD.
Obsah cvičení:
  1. Cvičenie č.1 - 1-2.týžden
    • Ideálne plyny
    • Kapacity
    • Reakcné teplo
  2. Cvičenie č.2 - 3-4.týžden
    • Volná energia a Gibsova energia
    • Gibsov zákon fáz
    • Chemické rovnováhy
  3. Cvičenie č.3 - 5-6.týžden I. záp. písomka
    • Závislost rovnovážnej konštanty na teplote
    • Afinita chemickej reakcie
    • Kellogové, Ellinghamové a Richardsonové diagramy
  4. Cvičenie č.4 - 7-8.týžden I. opravná písomka
    • Aktivita zložky
    • Raoultov zákon
    • Henryho zákon
    • Výpocet aktivity zložky vo viaczložkových systémoch
  5. Cvičenie č.5 - 9-10.týžden
    • Termodynamika lúhovania
    • Potenciál – pH diagramy
  6. Cvičenie č.6 - 11-12.týžden
    • II. záp. písomka
    • Rýchlost chemickej reakcie
    • Zákon úcinku hmotnosti
    • Difúzia
    • Kinetika a mechanizmy heterogénnych procesov
  7. Cvičenie č.6 - 13.týžden
    • II.opravná písomka
    • Zápoctové cvicenie
Bodovanie : max25b
I. Zápočtová písomka 0 – 10 bodov min.6
II. Zápočtová písomka 0 – 15 bodov min.8

Podmienky zápočtu :
  • 100% aktívna účast na cvičeniach
  • min.počet bodov zo záp.písomiek

Odporúcaná literatúra:
  • Komorová, L., Imriš, I.: Termodynamika v hutníctve, Alfa Bratislava, 1992
  • Gálová, M., a kol.: Výpocty z fyzikálnej chémie, UPJŠ Košice, 1999
  • Gubcová, A.: Teória hutníckych procesov, Alfa Bratislava, 1983
  • Gubcová, A., a kol.: Teória hutníckych procesov, Alfa Bratislava, 1975