1. Общая характеристика документа
Документ представляет собой комплект контрольно-оценочных средств для проведения текущего, рубежного и итогового контроля по дисциплине «Основы металлургического производства». ККОС направлен на оценку качества усвоения программного материала, формирование общих и профессиональных компетенций, развитие у обучающихся навыков подготовки исходного сырья к переработке, выбора способов производства цветных металлов, расчетов сырьевых материалов и анализа качества продукции, необходимых для успешной профессиональной деятельности в области металлургии цветных металлов.
2. Цели и задачи дисциплины
Основная цель – формирование у обучающихся системы знаний о технологических процессах производства чугуна, стали и проката, понимания физико-химических основ металлургических процессов, видов сырья и способов его подготовки, а также практических навыков расчета и анализа металлургических производств.
Ключевые задачи:
✓ Выбор сырьевых материалов для производства цветных металлов на основе их свойств.
✓ Выбор способов подготовки сырья к переработке.
✓ Выполнение расчетов сырьевых материалов.
✓ Проведение анализа исходного сырья, промежуточных продуктов и готовой продукции.
✓ Знание видов сырья, физических и химических свойств сырьевых материалов.
✓ Знание способов и технологии переработки сырьевых материалов.
✓ Знание типов и назначения контрольно-измерительных приборов, используемых для контроля металлургических процессов.
3. Формируемые профессиональные и общие компетенции
Профессиональные компетенции (ПК):
✓ ПК 1.1. Осуществление подготовки исходного сырья к переработке.
✓ ПК 3.1. Проведение оценки качественных характеристик исходного сырья.
Общие компетенции (ОК):
✓ ОК 01. Выбор способов решения задач профессиональной деятельности.
✓ ОК 02. Использование современных средств поиска, анализа и интерпретации информации.
✓ ОК 07. Содействие сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применение принципов бережливого производства.
✓ ОК 09. Пользование профессиональной документацией на государственном и иностранном языках.
4. Структура контрольно-оценочных средств
4.1. Текущий контроль
Осуществляется в процессе практических занятий и самостоятельной работы. Основные формы контроля:
✓ Устный опрос по темам всех разделов дисциплины:
Раздел 1: Подготовка исходных материалов к доменной плавке (железные руды, окускование, агломерация, кокс).
Раздел 2: Металлургия чугуна (устройство доменной печи, доменный процесс, продукты плавки).
Раздел 3: Топливо и огнеупорные материалы (виды, классификация, характеристики).
Раздел 4: Металлургия стали (сталеплавильные печи, марки сталей, конверторное производство, электрометаллургия, разливка стали).
Раздел 5: Основы прокатного производства (пластическая деформация, оборудование прокатных цехов).
Раздел 6: Порошковая металлургия (способы получения порошков, спекание).
Раздел 7: Литейное производство (формовочные смеси, специальные виды литья).
✓ Практические работы (10 работ):
Составление технологической схемы производства окатышей.
Характеристика доменного цеха.
Футеровка доменной печи.
Расшифровка сталей.
Изучение конструкции кислородного конвертера.
Изучение конструкции ДСП (дуговой сталеплавильной печи).
Способы и технология разливки стали.
Изучение конструкции агрегатов для прямого получения железа.
Изучение конструкции прокатного стана. Расчет технологических параметров прокатки.
Сравнительные характеристики производства сортовых и листовых профилей.
✓ Самостоятельная работа по всем разделам дисциплины (выполнение индивидуальных заданий, подготовка рефератов и презентаций).
4.2. Рубежный контроль
Проводится в конце 3 семестра в форме письменной работы по вариантам, в конце 4 семестра – в форме тестирования.
4.3. Итоговый контроль (экзамен)
Форма проведения – устный экзамен.
Структура экзаменационных материалов:
✓ Теоретическая часть: 59 вопросов по всем разделам дисциплины (подготовка железных руд, агломерация, коксование, устройство доменной печи, доменный процесс, классификация стали, конверторное и электрометаллургическое производство, разливка стали, пластическая деформация, прокатка, литейное производство, порошковая металлургия).
✓ Практическая часть: решение расчетных задач (определение общей вытяжки, коэффициента обжатия, абсолютного обжатия).
5. Содержательные разделы дисциплины
Раздел 1. Подготовка исходных материалов к доменной плавке
✓ Железные руды: виды, классификация, подготовка (дробление, измельчение, рассев, обогащение).
✓ Агломерация железных руд, производство окатышей, окускование.
✓ Процесс коксования, коксовые печи, загрузка, выдача кокса, тушение.
✓ Кокс: свойства, применение.
Раздел 2. Металлургия чугуна
✓ Устройство доменной печи, загрузка, засыпной аппарат.
✓ Воздухонагреватели, очистка доменного газа, ковши для транспортировки чугуна и шлака.
✓ Сущность доменного процесса, физико-химические основы восстановительных процессов.
✓ Способы интенсификации доменной плавки, технико-экономические показатели.
✓ Прямое получение железа.
Раздел 3. Топливо и огнеупорные материалы
✓ Характеристика и классификация топлива.
✓ Характеристика огнеупорных материалов по применению в металлургических печах.
Раздел 4. Металлургия стали
✓ Классификация сталей, марки стали, стальной лом.
✓ Основные реакции сталеплавильных процессов.
✓ Мартеновское производство стали.
✓ Кислородный конвертер: устройство, технология плавки, разновидности процессов.
✓ Электрометаллургия стали: дуговые и индукционные печи, технология выплавки легированных сталей.
✓ Способы разливки стали (сверху, сифоном, непрерывная разливка), типы МНЛЗ.
✓ Внепечная обработка стали, ковшовая металлургия.
Раздел 5. Основы прокатного производства
✓ Пластическая деформация: силы и напряжения, схемы напряженного состояния и деформации.
✓ Законы пластической деформации, постоянство объема.
✓ Прокатка: основное и вспомогательное оборудование, технологические схемы.
✓ Классификация прокатных станов.
✓ Нагрев и охлаждение металла, дефекты нагрева и охлаждения.
✓ Контроль технологического процесса при прокатке.
Раздел 6. Порошковая металлургия
✓ Производство металлических порошков, формирование и спекание изделий.
✓ Свойства порошковых изделий.
Раздел 7. Литейное производство
✓ Формовочные смеси, производство моделей, стержни, литниковые системы.
✓ Заливка форм, охлаждение отливок.
✓ Специальные виды литья: чугунное, стальное, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокили, под давлением, центробежное, электрошлаковое.
6. Примеры оценочных заданий
✓ Устный опрос: «Окускование (определение). Сущность процесса агломерации. Виды агломерата. Значение агломерата в металлургии».
✓ Тестовое задание (часть А): «Металлы относят к... – а) монокристаллам; б) поликристаллическим телам; в) аморфным телам; г) бесструктурным телам». Правильный ответ: б.
✓ Задание на установление соответствия: «Установите соответствие: 1) литье – б) отливка; 2) ковка – в) поковка; 3) гильза – а) труба; 4) сталь – г) непрерывнолитая заготовка».
✓ Расчетная задача: «Прокатка ведётся в два прохода. Коэффициенты вытяжки по проходам µ₁=1,35; µ₂=1,15. Определите общую вытяжку» (Ответ: µобщ = 1,35 × 1,15 = 1,5525).
✓ Экзаменационный вопрос: «Устройство доменной печи. Загрузка доменных печей. Засыпной аппарат, его назначение и работа».
7. Критерии оценивания
Тестирование (контрольный срез): 21-25 баллов – «5», 16-20 – «4», 11-15 – «3», 0-10 – «2» (макс. балл 25).
Устный опрос: оценивается полнота и развернутость ответа, логичность, использование терминологии, умение иллюстрировать теоретические положения примерами.
Практические работы: оценивается правильность выполнения, полнота, соответствие требованиям, качество оформления.
Экзамен (устный):
✓ «5» – полный, развернутый ответ на все вопросы, логическое изложение, использование терминологии, правильное практическое задание.
✓ «4» – полный ответ с 1-2 ошибками, исправленными с помощью наводящих вопросов; практическое задание выполнено на 70%.
✓ «3» – неполные ответы, общее понимание вопросов, затруднения в определении понятий; практическое задание выполнено на 50%.
✓ «2» – разрозненные знания с грубыми ошибками, нелогичность, отсутствие выводов, практическое задание выполнено менее чем на 50%.
8. Информационное обеспечение обучения
Основные источники:
✓ Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение и технология материалов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2021.
✓ Тюняев А.В. Литые детали. – СПб.: Лань, 2023.
✓ Вдовин К.Н. Основы производства стали. – СПб.: Лань, 2021.
✓ Линчевский Б.В. и др. Металлургия черных металлов. – М.: Металлургия, 2021.
✓ Арсентьев П.П. и др. Общая металлургия. – М.: Металлургия, 2021.
Дополнительные источники:
✓ Бахтинов В.Б. Прокатное производство. – М.: Металлургия, 2020.
✓ Бабич В.К. и др. Основы металлургического производства. – М.: Металлургия, 2000.
✓ Воскобойников В.Г. и др. Общая металлургия. – М.: Металлургия, 2021.
Интернет-ресурсы:
✓ Википедия – Доменная печь, Доменный процесс, Дуговая сталеплавильная печь.
✓ Печи Эксперт – Электродуговая печь.
✓ Металл Журнал – Прокатное производство.
✓ Уральское производственное металлургическое объединение – Оборудование прокатных станов.
✓ МГТУ им. Н.Э. Баумана – Технологическое оборудование прокатного производства.
✓ Студопедия – Литейное производство.
✓ Выполнение расчетов сырьевых материалов.
✓ Проведение анализа исходного сырья, промежуточных продуктов и готовой продукции.
✓ Знание видов сырья, физических и химических свойств сырьевых материалов.
✓ Знание способов и технологии переработки сырьевых материалов.
✓ Знание типов и назначения контрольно-измерительных приборов, используемых для контроля металлургических процессов.
3. Формируемые профессиональные и общие компетенции
Профессиональные компетенции (ПК):
✓ ПК 1.1. Осуществление подготовки исходного сырья к переработке.
✓ ПК 3.1. Проведение оценки качественных характеристик исходного сырья.
Общие компетенции (ОК):
✓ ОК 01. Выбор способов решения задач профессиональной деятельности.
✓ ОК 02. Использование современных средств поиска, анализа и интерпретации информации.
✓ ОК 07. Содействие сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применение принципов бережливого производства.
✓ ОК 09. Пользование профессиональной документацией на государственном и иностранном языках.
4. Структура контрольно-оценочных средств
4.1. Текущий контроль
Осуществляется в процессе практических занятий и самостоятельной работы. Основные формы контроля:
✓ Устный опрос по темам всех разделов дисциплины:
Раздел 1: Подготовка исходных материалов к доменной плавке (железные руды, окускование, агломерация, кокс).
Раздел 2: Металлургия чугуна (устройство доменной печи, доменный процесс, продукты плавки).
Раздел 3: Топливо и огнеупорные материалы (виды, классификация, характеристики).
Раздел 4: Металлургия стали (сталеплавильные печи, марки сталей, конверторное производство, электрометаллургия, разливка стали).
Раздел 5: Основы прокатного производства (пластическая деформация, оборудование прокатных цехов).
Раздел 6: Порошковая металлургия (способы получения порошков, спекание).
Раздел 7: Литейное производство (формовочные смеси, специальные виды литья).
✓ Практические работы (10 работ):
Составление технологической схемы производства окатышей.
Характеристика доменного цеха.
Футеровка доменной печи.
Расшифровка сталей.
Изучение конструкции кислородного конвертера.
Изучение конструкции ДСП (дуговой сталеплавильной печи).
Способы и технология разливки стали.
Изучение конструкции агрегатов для прямого получения железа.
Изучение конструкции прокатного стана. Расчет технологических параметров прокатки.
Сравнительные характеристики производства сортовых и листовых профилей.
✓ Самостоятельная работа по всем разделам дисциплины (выполнение индивидуальных заданий, подготовка рефератов и презентаций).
4.2. Рубежный контроль
Проводится в конце 3 семестра в форме письменной работы по вариантам, в конце 4 семестра – в форме тестирования.
4.3. Итоговый контроль (экзамен)
Форма проведения – устный экзамен.
Структура экзаменационных материалов:
✓ Теоретическая часть: 59 вопросов по всем разделам дисциплины (подготовка железных руд, агломерация, коксование, устройство доменной печи, доменный процесс, классификация стали, конверторное и электрометаллургическое производство, разливка стали, пластическая деформация, прокатка, литейное производство, порошковая металлургия).
✓ Практическая часть: решение расчетных задач (определение общей вытяжки, коэффициента обжатия, абсолютного обжатия).
5. Содержательные разделы дисциплины
Раздел 1. Подготовка исходных материалов к доменной плавке
✓ Железные руды: виды, классификация, подготовка (дробление, измельчение, рассев, обогащение).
✓ Агломерация железных руд, производство окатышей, окускование.
✓ Процесс коксования, коксовые печи, загрузка, выдача кокса, тушение.
✓ Кокс: свойства, применение.
Раздел 2. Металлургия чугуна
✓ Устройство доменной печи, загрузка, засыпной аппарат.
✓ Воздухонагреватели, очистка доменного газа, ковши для транспортировки чугуна и шлака.
✓ Сущность доменного процесса, физико-химические основы восстановительных процессов.
✓ Способы интенсификации доменной плавки, технико-экономические показатели.
✓ Прямое получение железа.
Раздел 3. Топливо и огнеупорные материалы
✓ Характеристика и классификация топлива.
✓ Характеристика огнеупорных материалов по применению в металлургических печах.
Раздел 4. Металлургия стали
✓ Классификация сталей, марки стали, стальной лом.
✓ Основные реакции сталеплавильных процессов.
✓ Мартеновское производство стали.
✓ Кислородный конвертер: устройство, технология плавки, разновидности процессов.
✓ Электрометаллургия стали: дуговые и индукционные печи, технология выплавки легированных сталей.
✓ Способы разливки стали (сверху, сифоном, непрерывная разливка), типы МНЛЗ.
✓ Внепечная обработка стали, ковшовая металлургия.
Раздел 5. Основы прокатного производства
✓ Пластическая деформация: силы и напряжения, схемы напряженного состояния и деформации.
✓ Законы пластической деформации, постоянство объема.
✓ Прокатка: основное и вспомогательное оборудование, технологические схемы.
✓ Классификация прокатных станов.
✓ Нагрев и охлаждение металла, дефекты нагрева и охлаждения.
✓ Контроль технологического процесса при прокатке.
Раздел 6. Порошковая металлургия
✓ Производство металлических порошков, формирование и спекание изделий.
✓ Свойства порошковых изделий.
Раздел 7. Литейное производство
✓ Формовочные смеси, производство моделей, стержни, литниковые системы.
✓ Заливка форм, охлаждение отливок.
✓ Специальные виды литья: чугунное, стальное, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокили, под давлением, центробежное, электрошлаковое.
6. Примеры оценочных заданий
✓ Устный опрос: «Окускование (определение). Сущность процесса агломерации. Виды агломерата. Значение агломерата в металлургии».
✓ Тестовое задание (часть А): «Металлы относят к... – а) монокристаллам; б) поликристаллическим телам; в) аморфным телам; г) бесструктурным телам». Правильный ответ: б.
✓ Задание на установление соответствия: «Установите соответствие: 1) литье – б) отливка; 2) ковка – в) поковка; 3) гильза – а) труба; 4) сталь – г) непрерывнолитая заготовка».
✓ Расчетная задача: «Прокатка ведётся в два прохода. Коэффициенты вытяжки по проходам µ₁=1,35; µ₂=1,15. Определите общую вытяжку» (Ответ: µобщ = 1,35 × 1,15 = 1,5525).
✓ Экзаменационный вопрос: «Устройство доменной печи. Загрузка доменных печей. Засыпной аппарат, его назначение и работа».
7. Критерии оценивания
Тестирование (контрольный срез): 21-25 баллов – «5», 16-20 – «4», 11-15 – «3», 0-10 – «2» (макс. балл 25).
Устный опрос: оценивается полнота и развернутость ответа, логичность, использование терминологии, умение иллюстрировать теоретические положения примерами.
Практические работы: оценивается правильность выполнения, полнота, соответствие требованиям, качество оформления.
Экзамен (устный):
✓ «5» – полный, развернутый ответ на все вопросы, логическое изложение, использование терминологии, правильное практическое задание.
✓ «4» – полный ответ с 1-2 ошибками, исправленными с помощью наводящих вопросов; практическое задание выполнено на 70%.
✓ «3» – неполные ответы, общее понимание вопросов, затруднения в определении понятий; практическое задание выполнено на 50%.
✓ «2» – разрозненные знания с грубыми ошибками, нелогичность, отсутствие выводов, практическое задание выполнено менее чем на 50%.
8. Информационное обеспечение обучения
Основные источники:
✓ Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение и технология материалов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2021.
✓ Тюняев А.В. Литые детали. – СПб.: Лань, 2023.
✓ Вдовин К.Н. Основы производства стали. – СПб.: Лань, 2021.
✓ Линчевский Б.В. и др. Металлургия черных металлов. – М.: Металлургия, 2021.
✓ Арсентьев П.П. и др. Общая металлургия. – М.: Металлургия, 2021.
Дополнительные источники:
✓ Бахтинов В.Б. Прокатное производство. – М.: Металлургия, 2020.
✓ Бабич В.К. и др. Основы металлургического производства. – М.: Металлургия, 2000.
✓ Воскобойников В.Г. и др. Общая металлургия. – М.: Металлургия, 2021.
Интернет-ресурсы:
✓ Википедия – Доменная печь, Доменный процесс, Дуговая сталеплавильная печь.
✓ Печи Эксперт – Электродуговая печь.
✓ Металл Журнал – Прокатное производство.
✓ Уральское производственное металлургическое объединение – Оборудование прокатных станов.
✓ МГТУ им. Н.Э. Баумана – Технологическое оборудование прокатного производства.
✓ Студопедия – Литейное производство.
✅