Metallurgiset prosessit ja niiden mallinnus

Process simulation in extractive metallurgy

Laajuus: 10 op

Opetuskieli: Suomi

Ajoitus: Toteutus periodeissa 1-3.

Tavoite: Tavoitteena on esitellä Suomen metallurgisen teollisuuden kannalta merkittävimmät metallien tuotantoketjut ja niihin kuuluvat yksittäiset osaprosessit sekä tutustua näiden prosessien mallinnus- ja simulointimenetelmiin. Lisäksi kuvataan prosessikehityksen kannalta kriittisten osatekijöiden kuten kuonien, pelkistinaineiden ja vuorausmateriaalien merkitys metallien jalostusprosesseissa.

Osaamistavoitteet: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa kuvailla metallien tuotantoketjut sekä osaa mallintaa sekä tuotantoketjuja että niihin kuuluvia yksittäisiä osaprosesseja. Lisäksi opiskelija tuntee prosessimallinnuksen reunaehdot, joita asettavat mm. mallinnettavaa prosessia koskevan mittausdatan saatavuus sekä prosessissa esiintyvien ilmiöiden tuntemus ja kyky mallintaa niitä.  Kurssiin liittyvät tehtävät vaihtuvat vuosittain ja siksi yksityiskohtaisemmat osaamistavoitteet määritellään joka vuosi erikseen.

Sisältö: Suomen kannalta keskeiset metallien ja metalliseosten valmistusketjut ja osaprosessit sekä niiden mallinnus ja simulointi. Kurssin sisältö jakaantuu seuraaviin osa-alueisiin, joista kukin suoritetaan omana tehtävänään: 1. Raudan, teräksen ja ferroseosten valmistus Suomessa. 2. Värimetallien valmistus Suomessa. 3. Kuonat. 4. Koksi ja muut pelkistysaineet. 5. Vuorausmateriaalit. 6. Metallurgisten prosessien ympäristövaikutukset ja niiden hallinta. 7. Prosessisimulointi. 8. Numeerinen ja fysikaalinen virtausmallinnus. 9. Prosessidatan käsittely.

Järjestämistapa: Lähiopetus

Toteutustavat: Pienissä ryhmissä laadittavat tehtävät ja harjoitustyöt ja niiden tekoa tukeva kontaktiopetus, joka pitää sisällään mm. luentoja ja teollisuusvierailun.

Kohderyhmä: Prosessimetallurgian moduulin suorittavat opiskelijat opintosuunnasta ja syventymiskohteesta riippumatta.

Esitietovaatimukset: Esitiedoiksi suositellaan prosessi- tai ympäristötekniikan koulutusohjelman kandidaatinvaiheen opintoja vastaavia tietoja. Kandidaatintyö on oltava hyväksytty ennen kuin tästä kurssista on mahdollista saada suoritusilmoitus.

Yhteydet muihin opintojaksoihin: Kurssi muodostaa prosessimetallurgian syventävät opinnot yhdessä opintojaksojen 477412S ja 477413S kanssa.

Oppimateriaali: Kontaktiopetuksen aikana ja kurssin www-sivujen kautta jaettava materiaali sekä tehtäviä varten itsenäisesti haettava aineisto.

Suoritustavat: Pienissä ryhmissä laadittavat tehtävät.

Arviointiasteikko: Käytetään numeerista arviointiasteikkoa 1-5 ja hylätty.

Vastuuhenkilö: professori Timo Fabritius

Työssä oppimista: Ei

Lisätiedot: Kurssin suoritustapa edellyttää kurssille osallistumista heti sen alusta lähtien.