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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
金属の製錬プロセスに関する化学熱力学的な基礎を習得し、さらに種々の金属の具体的な製錬法に関する知識を習得することを目的とする。
２．概要
本科目は、短期留学生受け入れプログラムで来日した留学生に対する講義を兼ねているので、英語で講義する。序論においては金属製錬プロセスに関する反応の平衡論を理解させ、各論においては鉄鋼、銅、アルミニウム、その他の金属の製錬法の特徴を理解させて、鉱石からの製錬の流れを講義する。
３．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA、B、C、D、Kに関する能力を含めて習得する。
・金属製錬プロセスの基礎となる熱力学的平衡関係を理解し、各種製錬プロセスに関する基礎的知識を習得する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Objective
This course focus on the principle of chemical thermodynamic of refining process of metals and specific knowledge of each process of various metals.
Outline
English is used in this class because this course combine with the course for foreign students of short term program. At first, we focus on principle of equilibria of chemical reaction of metal processing, and then refining process of steels, copper, aluminum and other metals to understand the basic procedure and chracteristic
Outcomes
Understand the thermodynamic equilibrium of metal refining process
Understand the basic knowledge of various refining process of metals
This course include the contents of our program outcomes of A, B, C, D, K
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
１．目的
非鉄金属製錬学の基礎となる反応の熱力学的取扱いを理解し、これに基づいて種々の金属の製錬法に関する知識を習得することを目的とする。
２．概要
主要な工業材料である、銅、亜鉛、アルミニウム、チタン、シリコン、希土類等のいわゆる非鉄金属は、互いに非常に異なった性質を有し、それらに合った様々な製錬プロセスによって製造される。それぞれの金属の特徴を理解させ、反応の基礎となる熱力学的な解析法を解説すると共に、個々の金属について鉱石から地金までの製錬の流れを講義する。
授業は、原則対面とする。講義資料については、Google classroom で通知するので、サイトを適宜確認すること。
３．達成目標等
・各種金属の化学的・物理的特徴を学習し、プロセスの基礎となる熱力学的取り扱いを理解すると共に、原料からの製錬プロセスに関する知識を習得し、応用できる能力を養う。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
1. Objective
This course provides fundamentals of thermodynamics which is a base of non-ferrous metallurgy. Through the understanding, student will obtain basic knowledge on smelting process for several metals.
2. Outline
Non-ferrous metals such as copper, zinc, aluminum, titanium, silicon, and rare earths, which have different physical and chemical properties, are produced by the suitable smelting process. This course provides knowledge on characteristic of metals and thermodynamic analysis method for reaction. Smelting flow from ore to metal is also provided.
This lecture is mainly provided face-to-face. Students have to check the Google classroom of this class for obtaining a text.
3. Goal
Students will understand chemical and physical properties of metals and fundamentals of thermodynamics. Student will develop ability applying the fundamental knowledge on smelting process to solving real problems.
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（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
本講義は、鉄鋼や非鉄金属の金属材料製造や新素材創製に必要な化学熱力学について、すでに学んだ基礎的事項を実際の製錬・精製プロセスへ応用し、それらを熱力学を用いて解析できるレベルにまで高める事を目標とする。
前半では、素材製造プロセスを解析する場合の基礎として、多成分系相平衡、反応パスと相解析、電気化学、ポテンシャルダイアグラム、融体・溶液の熱力学・構造・物性（測定法）・溶液モデル等について説明し、後半では、鉄鋼製錬（製銑・製鋼）や非鉄金属製錬（銅・亜鉛・鉛等のベースメタルやレアメタル）プロセスの、化学熱力学を用いた解析方法についての事例の紹介と演習を行い理解を深める。
講義は対面形式とオンラインの併用で行う予定。
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Thermodynamics is one of the most important subject for the production process of steel nonferrous metals and new materials In this lecture, the fundamentals which have already studied are applied to analyses the actual smelting and refining process.
Initially, multicomponent phase-equilibrium, phase analysis and reaction pass, electrical chemistry, potential diagram, structure and physical properties of liquid and solution model are explained. After them, the analyses of actual process by thermodynamics are explained for iron & steelmaking, smelting of Cu, Zn, Pb and rare metals. For the deep understanding, some example is calculated as exercise.
This lecture is given by both a physical lecture and on line style.
Class code of class room is "u45db7i ".
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
非鉄金属製錬学の基礎となる反応の熱力学的取扱いを理解し、これに基づいて種々の金属の製錬法に関する知識を習得することを目的とする。
２．概要
主要な工業材料である、銅、亜鉛、アルミニウム、チタン、シリコン、希土類等のいわゆる非鉄金属は、互いに非常に異なった性質を有し、それらに合った様々な製錬プロセスによって製造される。それぞれの金属の特徴を理解させ、反応の基礎となる熱力学的な解析法を解説すると共に、個々の金属について鉱石から地金までの製錬の流れを講義する。
授業は、原則対面方式とする。講義資料については、Google classroomで通知するので、サイトを適宜確認すること。
３．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA、B、C、D、Kに関する能力を含めて習得する。
・各種金属の化学的・物理的特徴を学習し、プロセスの基礎となる熱力学的取り扱いを理解すると共に、原料からの製錬プロセスに関する知識を習得し、応用できる能力を養う。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
This course provides fundamentals of thermodynamics which is a base of non-ferrous metallurgy. Through the understanding, student will obtain basic knowledge on smelting process for several metals.
2. Outline
Non-ferrous metals such as copper, zinc, aluminum, titanium, silicon, and rare earths, which have different physical and chemical properties, are produced by the suitable smelting process. This course provides knowledge on characteristic of metals and thermodynamic analysis method for reaction. Smelting flow from ore to metal is also provided.
This lecture is mainly provided face-to-face. Students have to check the Google classroom of this class for obtaining a text.
3. Goal
This course includes our program outcomes of A, B, C, D, and K.
Students will understand chemical and physical properties of metals and fundamentals of thermodynamics. Student will develop ability applying the fundamental knowledge on smelting process to solving real problems.
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【授業形式】対面
【評価】試験および課題
【試験】対面
１．目的
鉄鉱石から高炉法等によって銑鉄を製造し、転炉法にて鋼を製造する製・精錬工程を主体プロセスとして、物理化学的問題、及び工学的・技術的問題についての理解を深めることを目的とする。
２．概要
鉄鋼の製・精錬がどのような原理に基づいて行われるのか、それをどのようなプロセスを構築して実機化しているのかを講義する。
３．達成目標等
この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・本学科の学習・教育目標のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｋに関する能力を含めて修得する。
・鉄鋼の製・精錬がどのような原理で行われるかを理解し，説明することができる。
・ 鉄鋼の製・精錬プロセスがどのような思想で設計されているかを説明することができる。
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1. Objective
Fundamentals on the ferrous process metallurgy is explained. Students must understand thermodynamic basis to produce crude steel from natural iron ore and scrap through the blast furnace (BF), basic oxygen furnace (BOF), electric arc furnace, secondary steelmaking and continuous casting processes. Importance of iron&steel cycle is also explained.
2. Outline
Fundamentals on mining of iron ore and coal, sintering, coking, ironmaking, steelmaking and casting processes are explained. Stainless steelmaking process and other new ironmaking process are also introduced.
3. Goal
This class contains the essenses of items A, B, C and K listed in the academic Purposes of our department. Students who get the credit of this class can explain the basic principle of the conventional iron and steelmaking process and the outline of the process.
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１． 目的
無機化学反応を利用して様々な素材をつくる化学関連産業を支える資源および素材の製造プロセス，また地球規模に達した人間活動に伴って発生する多様でしかも大量の廃棄物，環境汚染物質のリサイクル・無害化プロセスについて学習することを目的とする。
２． 概要
人間活動を支えるエネルギー資源，非金属資源，金属資源の現状，それらを利用する狭義の無機化学工業の他，金属製錬，セメント工業及び環境関連技術など下記に示す広義の無機化学関連分野についてその基本プロセス，原理等を講義する。
３． 達成目標等
・資源の総合的有効利用の重要性が理解できること。
・化学工業の最適化が，製造コストに加えて，環境影響，資源・リサイクル等も考慮
すべき理由が説明できること。
・代表的な無機化学関連プロセスの構成とその原理が説明できること。
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1. Purpose
In the chemical industry, inorganic chemical reactions are the basis for making various materials. On the other hand, various and large amounts of waste and environmental pollutants are generated with human activities. The purpose of this class is to learn about the process of recycling and treating environmentally hazardous substances from the viewpoint of resource and material manufacturing processes.
2. Overview
This section introduces energy resources, non-metal resources, and metal resources that support human activities. In addition, lectures will be given on the basic processes and principles of the inorganic chemical industry, metal smelting, cement industry, and environment-related technologies that utilize the above resources.
3. Achievement target, etc.
・ Understand the importance of comprehensive and effective use of resources.
・ Explain why the optimization of the chemical industry should consider environmental impacts, resources and recycling in addition to manufacturing costs.
・ Be able to explain the configuration and principle of typical inorganic chemistry-related processes.
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あらゆる産業を支える基盤素材である鉄鋼の製錬プロセスは、鉄鉱石を還元する高炉、溶銑を精錬する製鋼、溶鋼を凝固させる連続鋳造から成り立っており、洗練されたプロセス制御により効率的な大量生産がおこなわれている。本講義では、これまで学習してきた熱力学、反応速度、移動速度、凝固等の基礎を各プロセスで起こっている事象に対して応用し、それらを制御するための解析方法について学ぶ。具体的には、固／液／気体を考慮した熱・物質移動に基づく高炉の数値解析モデル、種々の元素の酸化・還元の同時進行を解析できる競合反応モデルによるスラグ／メタル反応の制御方法、連続鋳造プロセスの概要と、凝固・伝熱・流動を考慮した初期凝固現象の解析等を講義する。
この科目の実施形態は、講義室の講義を予定しています。
諸状況により実施形態は変更の可能性があります。
講義情報と講義資料は Google Classroom を通じて発信します。
Classroom にアクセスしてクラスコードを入力してください。
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Steel is a base material which support various industries. Its production process consists of blast furnace to reduce iron ore, steelmaking process to refine hot metal and continuous casting process to solidify the molten steel. The mass production is conducted with the sophisticated process controlling technology. In this lecture, the analysis methods to control each process are studied by the application of the already studies fundamentals of thermodynamics, reaction kinetics, heat & mass transfer, solidification etc. to each process. Especially, the following lectures are conducted; numerical simulation model of blast furnace based on the heat & mass transfer considering solid/liquid/gas phases, control methods of slag/metal reaction by the coupled reaction model which can simulate the oxidation and reduction reactions of various element simultaneously, the outline of continuous casting process and the analysis method of solidification at initial stage in mold considering the phase transformation, heat and mass transfer.
This lecture will be given in classroom.
The lecture style will be changed if necessary.
Information and documents about this lecture will be distributed through "Google Classroom".
本講義では、金属、半導体やセラミックスなど高温プロセスによって製造されている材料プロセスの理解に必要な熱力学、材料工学、結晶成長に関する基本的事項を修得することを目的とする。機械系出身者など、材料系以外の学生にも基礎から学べるように講義レベルを設定している。
具体的には、以下の３つの内容について講義を行う。
（１）熱力学、熱化学データ集、状態図、融体物性等の基礎について理解する。
（２）材料工学（結晶欠陥、組織、機械的性質、組織観察法等）の基礎について理解する。
（３）結晶成長および結晶の形態等に関する基礎を理解する。
材料プロセスが地域および地球環境に及ぼす影響を分類・整理して，定量的な解析および評価を行うと共に，高効率環境調和プロセスを構築する方策，例えば、プロセスから排出される様々な環境汚染物質の除去技術，リサイクルや分離技術などの重要性を理解する。
以上の内容の講義を，物理化学，移動現象論，反応工学，製錬学および環境科学に基づいて行う。
The influence of various materials processes on the local and global environments are quantitatively analyzed and evaluated through their sorting and classification. Based on the evaluation results, importance of the establishment of a highly-efficient sustainable process, e.g., the technologies of various pollutants removals from outlet gas/water and wastes separation/recycle, are comprehended.
The lectures of the above contents will be made on the basis of physical chemistry, transport phenomena, chemical reaction engineering, metallurgy and environmental science.