ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Утверждаю
_____________________
Руководитель ООП
по направлению 150400
зав. кафедрой металлургии
проф.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТАЛЛУРГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ»
Направление: 150400 «Металлургия»
Профиль: «Металлургия цветных металлов»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель: проф.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Ключевые проблемы развития металлургии и материаловедения вытекают из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, а также перечня критических технологий Российской Федерации. Это позволяет выделить в качестве основополагающего направления развития металлургической отрасли - рациональное природопользование и технологии, способствующие этому с позиций переработки и утилизации техногенных отходов и образований, энергосбережения, создания высокоэффективных материалов нового поколения. Знакомство с этими вопросами, их анализ, определение и оценка эффективных путей решения составляют основные задачи курса «Современные проблемы металлургии и материаловедения».
Цель курса – ознакомить будущих магистров с актуальными проблемами металлургии и материаловедения, современными подходами их решения, а также привить навыки самостоятельного анализа тенденций развития металлургической отрасли.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Современные проблемы металлургии и материаловедения» относится к дисциплинам базовой (общепрофессиональной) части учебного цикла по направлению подготовки 150400 «Металлургия».
Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике; общей и физической химии; металлургии легких и тяжелых металлов; теории пиро - и гидрометаллургических процессов, уметь пользоваться компьютером, работать с информацией из различных источников.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Изучение дисциплины «Современные проблемы металлургии и материаловедения» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1-8, 10-11, ПК-1-29.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: основные тенденции развития металлургии и материаловедения, требований к сырью, металлам, материалам их свойствам и способам производства;
уметь: использовать современные информационные технологии для совершенствования процессов управления объектами, создавать и анализировать математические модели исследуемых процессов и объектов.
владеть: методами решения оптимизационных задач.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2,0 зачетных единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
3 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 72 | 72 |
В том числе: | - | - |
Лекции | - | - |
Практические занятия (ПЗ) | 10 | 10 |
Семинары (С) | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | 10 | 10 |
Самостоятельная работа (всего) | 52 | 52 |
В том числе: | - | - |
Курсовой проект (работа) | ||
Расчетно-графические работы | ||
Реферат | 30 | 30 |
Другие виды самостоятельной работы | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Зачет | |
Общая трудоемкость час зач. ед. | 72 | |
2 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Введение. | Тенденции развития человеческого общества и их связь с проблемами минерально-сырьевого комплекса. Влияние технических решений в металлургии и материаловедении на показатели научно-технического прогресса, развитие экономики и обороноспособности страны. Государственное регулирование при решении актуальных проблем народного хозяйства. |
2. | Актуальные проблемы цветной металлургии и основные направления их решения. | Сырьевая база цветной металлургии и ведущие тенденции её изменения применительно к основным группам цветных и редких металлов. Вовлечение в сферу производства забалансового и нетрадиционного сырья, вторичного сырья и сырья техногенного происхождения. Особенности минерально-сырьевой базы энергетического и вспомогательного сырья и актуальные проблемы её развития. Разработка высокоэффективных технологий для добычи и переработки, как традиционных видов сырья, так и вновь выявленных, отличающихся сложными горно-геологическими условиями для добычи и неблагоприятным сочетанием химико-минералогического состава для его переработки. Основные направления совершенствования существующих и создания новых технологий, учитывающие использование энергосберегающих решений и ресурсосберегающих процессов. Комплексная переработка исходного сырья, интенсификация технологических процессов, увеличения выхода целевых продуктов и использование экологически безопасных технических решений. Повышение качества производимой продукции и расширение её ассортимента, в том числе, на основе повышения комплексности переработки исходного сырья и производства хозяйственно значимой продукции, обладающей высокими потребительскими свойствами. Создание экологически безопасных производств, отличающихся высокой глубиной переработки сырья на основе комплексного использования всех его компонентов, исключающих накопление отходов. переработка техногенных отходов и образований; Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов и производств, обеспечивающих комплексное решение технико-экономических и экологических вопросов при добыче и переработке сырья природного и техногенного происхождения. Создание высокопроизводительных, экономичных в эксплуатации и технологичных в изготовлении конструкций машин и механизмов, механизированных и автоматизированных комплексов, аппаратуры для осуществления химико-металлургических процессов, а также вспомогательного оборудования различного назначения. Разработка и внедрение систем автоматизации, обеспечивающих решение ключевых производственных вопросов, занятости обслуживающего персонала во вредных условиях труда, и обеспечивающих достижение высокой экономической эффективности производства на основе передовых достижений в области управления технологическими процессами. |
3. | Актуальные проблемы материаловедения и основные направления их решения. | Современное состояние и ведущие тенденции развития материаловедения в интересах обеспечения потребностей человечества в высокоэффективных материалах. Проблемы рационального природопользования в процессе производства, применения и утилизации материалов в соответствии с жизненным циклом продукции. Применение современных методов исследования и испытаний материалов, металлов и сплавов, с целью прогнозирования их строения и свойств. Основные проблемы металлургии и материаловедения чёрных металлов: экономия раскислителей, ферросплавов и лигатур; увеличения ресурса работы футеровки; экономии материальных и энергетических ресурсов; повышение интенсивности работы оборудования; снижение отсортировки металла по дефектам поверхности и результатам УЗК; исключение аварийных ситуаций на УНРС; необходимость ремонта поверхности непрерывнолитых заготовок и проката из них; обеспечение стабильности свойств и снижение отсортировки проката по механическим характеристикам до 80–90%; снижение затрат на разработку новых сталей и технологий; существенное повышение качества металлопродукции различного назначения. Основные проблемы металлургии и материаловедения цветных металлов: развитие ресурсосберегающих технологий производства сплавов цветных металлов; Повышение качества цветных металлов и сплавов; ресурсосберегающие технологии синтеза лигатур цветных и редких металлов; получение дисперсноупрочнённых сплавов; производство порошков и композиционных материалов на их основе. Современные достижения в области поверхностного упрочнения металлоизделий, повышения их коррозионной устойчивости и придания материалам антифрикционных свойств. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||
1 | 2 | 3 | ||
1. | Методы постановки и решения технологических задач | х | х | х |
2. | Металлургия лёгких и редких металлов | х | х | х |
3. | Металлургия тяжёлых и благородных металлов | х | х | х |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц., час. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Введение. | - | - | - | - | 4 | 4 |
2. | Актуальные проблемы цветной металлургии и основные направления их решения. | - | 6 | 6 | - | 24 | 24 |
3. | Актуальные проблемы материаловедения и основные направления их решения. | - | 4 | 4 | - | 24 | 24 |
6. Лабораторный практикум. Целью лабораторного практикума является знакомство с примерами технических решений, обеспечивающих решение отдельных проблемных вопросов в области металлургии цветных металлов.
6.1. Примерные темы лабораторных занятий:
- Технология синтеза высокоактивных реагентов в технически значимых системах глинозёмного производства;
- Комплексная переработка нефелинового концентрата на глинозём и попутную продукцию;
- Использование металлотермических процессов в металлургии лёгких и редких металлов.
- Химический анализ алюминия и его сплавов;
- Плавка алюминия и алюминиевых сплавов;
- Определение содержания углерода в чугунах и сталях.
7. Практические занятия
Целью практических занятий является расчётная оценка и анализ существующих и перспективных технических решений для решения проблемных вопросов металлургии и материаловедения.
7.1. Приметные темы практических занятий:
- Балансовый расчёт современного алюминиевого электролизёра и его анализ.
- Расчёт материальных потоков глинозёмного производства и их оптимизация;
- Термодинамическая оценка применимости металлотермических процессов в производстве металлов и сплавов.
8. Самостоятельная работа
Время, планируемое на самостоятельную работу, используется в основном для самостоятельной проработки содержания разделов дисциплины.
9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
9.1. Рекомендуемая литература
Основная:
1.Солнцев : Учебник для вузов / , . СПб.: ХИМИЗДАТ, 20с.
2. Франценюк микроструктур чугуна, стали, цветных металлов и их сплавов / , . М.: Академкнига, 20с.
3. . Получение порошков алюминия, магния и титана с использованием методов нанометаллургии / , , . Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 20с.
4. Орлов производства и обработки металлов / , . Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 20с.
5. Технология конструкционных материалов: Методические указания к лабораторнысм работам / Санкт-Петербургский государственный горный институт университет. Сост.: , , А, В. Цыбизов. СПб, 20с.
6. Материаловедение: Методические указания к лабораторнысм работам / Санкт-Петербургский государственный горный институт университет. Сост.: , , А, В. Цыбизов. СПб, 20с.
Дополнительная:
1. Сизяков и методологические основы получения алюминия на мощных алюминиевых электролизёрах / , . Санкт-Петербургский государственный горный институт университет. СПб, 20с.
2. Казанцев лома и отходов цветных металлов в ионных расплавах. Екатеринбург: УрО РАН, 20с.
3. Александровский дисперсных порошков титана, циркония, скандия и синтез их тугоплавких наносоединений металлотермическим восстановлением хлоридов. Руда и металлы, 2006ю 243 с.
4. Наумчик новых огнеупорных материалов в алюминиевых электролизёрах. Л., изд. ЛГИ, 19с.
5. Бричкин лёгких металлов. Производство алюминия и магния: Лабораторный практикум. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 20с.
9.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Тематические плакаты, учебные пособия и методические указания для выполнения лабораторных работ и практических заданий, библиотека дипломных проектов, выпускных квалификационных работ, диссертаций и авторефератов, электронных презентаций.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Занятия по дисциплине проводятся в специализированных лабораториях кафедры металлургии цветных металлов.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации разработаны проверочные вопросы и задания.
Разработчики:
Кафедра металлургии профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Эксперты:
Кафедра металлургии профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Кафедра металлургии доцент
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
