Faglig innhold

Emnet omfatter kjemiske, metallurgiske og elektriske forhold ved fremstilling av ferrolegeringer og beslektede produkter. Råmaterialer (naturlige og resirkulerte) og forbehandling av disse samt raffinering (eks. dekarburisering) er inkludert. Bærekraftig produksjon knyttes til reduksjonsprosessens termodynamikk og kinetikk. Material- og energibalanser gjennomgåes som de viktigste innspill til optimal ressursutnyttelse. Slaggen bestemmer produktkvaliteten, og slaggens viktigste egenskaper diskuteres. Grunnleggende termodynamisk analyse ved produksjon av stål, ferrolegeringer og metallurgisk grad Si gjennomgås. Funksjon og drift av reduksjonsovner med gassrensing og energigjenvinning. Prosjektoppgaven baseres enten på lab.arbeid eller litteratur gjennomgang.

Læringsutbytte

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne: - Forklare grunnleggende bærekrafts hensyn for industrielle metall produserende prosesser. Kunne redegjøre for termodynamiske- og faseforhold i ovn ved jern-, stål og legeringsproduksjon. - Redegjøre for de ulike enhetsprosessene i et jern-, stål- eller ferrolegerings-verk spesielt med tanke på energiforbruk (kjemisk/elektrisk) og hvordan energi tilføres/fjernes ved forskjellige realiseringer av prosesser. - Gjennomføre grunnleggende beregninger (termodynamiske begrensinger, enkle kinetikk forhold). - Utarbeide masse- og energibalanser for pyrometallurgiske prosesser. - Identifisere og beskrive alternative og mulige framstillingsprosesser for metaller/legeringer fra gitte råmaterialer (malmer, reduksjonsmidler, slaggdannere, etc.). - Velge nødvendige tiltak for prosess-endring/-forbedring for oppfylling av endrede rammevilkår for en gitt framstillingsprosess for metaller/legeringer. - Gjøre forutsetninger for forenkling av beregninger og vurdere forenklingenes gyldighet i etterkant.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regneøvinger og prosjektoppgave. En stor del av regneøvingene vil bli utført på termodynamikk programmet HSC, og opplæring av HSC vil være en viktig del av emnet. Forelesningene vil bli gitt gjennom 2 intensive samlinger (2 x 2 hele dager) pluss noen individuelle forelesninger. Emnet avsluttes i oktober. Det forventes en arbeidsinnsats på 200 timer.

Anbefalte forkunnskaper

Basiskunnskaper i metallurgi og kjemi.

Forkunnskapskrav

TKJ4162 Fysikalsk kjemi; kjemisk termo­dynamikk eller tilsvarende

Kursmateriell

T.Rosenqvist: Principles of extractive metallurgy, Tapir Acedemic Presss, 2004,

S.Olsen et al.: Production of manganese alloys., SINTEF and Tapir Academic press, 2007.

A.Schei et al.: Production of high silicon alloys, Tapir, 1998. M.Tangstad (ed), Metal production in Norway, Akademika Publishing, 2013

Materiale fra foreleser